JPH09182078A - 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法 - Google Patents
動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法Info
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- JPH09182078A JPH09182078A JP33754195A JP33754195A JPH09182078A JP H09182078 A JPH09182078 A JP H09182078A JP 33754195 A JP33754195 A JP 33754195A JP 33754195 A JP33754195 A JP 33754195A JP H09182078 A JPH09182078 A JP H09182078A
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T9/00—Image coding
- G06T9/004—Predictors, e.g. intraframe, interframe coding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 動きベクトルの算出のためのサーチウインド
ウの移動開始位置の決定アルゴリズムの最適化を、ハー
ドウエアロジックの規模を増大させることなく実現する
ことにある。 【解決手段】 ＭＣ検出部５０１は、カウンタ値ｉで特
定される予測対象マクロブロックについての動きベクト
ルを示す出力ベクトル５０７を算出する場合に、レンジ
判断部５０３が出力する第２レンジ識別信号５０６に応
じて、ＭＭＶ検出部５０４が出力する中間値動きベクト
ルＭＭＶから求まる位置に対応する参照フレーム上の位
置をサーチウインドウの移動中心位置としかつサーチ範
囲を狭くする縮小サーチと、カウンタ値ｉで特定される
予測対象マクロブロックに対応する参照フレーム上のマ
クロブロックの中心位置をサーチウインドウの移動中心
位置としかつサーチ範囲を広くするフルサーチとを切り
替える。
ウの移動開始位置の決定アルゴリズムの最適化を、ハー
ドウエアロジックの規模を増大させることなく実現する
ことにある。 【解決手段】 ＭＣ検出部５０１は、カウンタ値ｉで特
定される予測対象マクロブロックについての動きベクト
ルを示す出力ベクトル５０７を算出する場合に、レンジ
判断部５０３が出力する第２レンジ識別信号５０６に応
じて、ＭＭＶ検出部５０４が出力する中間値動きベクト
ルＭＭＶから求まる位置に対応する参照フレーム上の位
置をサーチウインドウの移動中心位置としかつサーチ範
囲を狭くする縮小サーチと、カウンタ値ｉで特定される
予測対象マクロブロックに対応する参照フレーム上のマ
クロブロックの中心位置をサーチウインドウの移動中心
位置としかつサーチ範囲を広くするフルサーチとを切り
替える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像圧縮における動
き補償用の動きベクトルを簡易に求めることが可能な動
きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法に関す
る。
き補償用の動きベクトルを簡易に求めることが可能な動
きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】動画像
圧縮の国際標準として、MPEG(Moving Picture Expert G
roup) 、ITU-T勧告（旧称CCITT 勧告）H.261 、又は同
H.26P という方式が提案されている。これらの方式の特
徴は、 DCT（Discrete Cosine Transformation：離散コ
サイン変換）による静止画像圧縮処理に加えて、時間軸
方向の圧縮のためのフレーム間予測処理が実行されるこ
とである。
圧縮の国際標準として、MPEG(Moving Picture Expert G
roup) 、ITU-T勧告（旧称CCITT 勧告）H.261 、又は同
H.26P という方式が提案されている。これらの方式の特
徴は、 DCT（Discrete Cosine Transformation：離散コ
サイン変換）による静止画像圧縮処理に加えて、時間軸
方向の圧縮のためのフレーム間予測処理が実行されるこ
とである。
【０００３】このような時間軸方向の圧縮のためのフレ
ーム間予測処理においては、カメラのパンニングや被写
体の移動による予測効率の低下を軽減させるために、一
般に動き補償処理（ＭＣ）が実行される。動き補償処理
では、現フレーム上の予測対象部分画像と、前フレーム
の画像をもとに局所復号された参照フレーム上の上記予
測対象部分画像に対応する部分画像との間で、動きベク
トルが検出され、参照フレーム上の部分画像の各画素を
動きベクトル分だけずらした位置の画素が参照画素とさ
れ、これを予測値として現フレーム上の予測対象部分画
像の各画素との差分（予測誤差）をとって得られる差分
値が伝送される。例えば図７に示されるように、予測元
画像を動きベクトルの分だけずらして得られる画像が、
現画像の予測に用いられる。
ーム間予測処理においては、カメラのパンニングや被写
体の移動による予測効率の低下を軽減させるために、一
般に動き補償処理（ＭＣ）が実行される。動き補償処理
では、現フレーム上の予測対象部分画像と、前フレーム
の画像をもとに局所復号された参照フレーム上の上記予
測対象部分画像に対応する部分画像との間で、動きベク
トルが検出され、参照フレーム上の部分画像の各画素を
動きベクトル分だけずらした位置の画素が参照画素とさ
れ、これを予測値として現フレーム上の予測対象部分画
像の各画素との差分（予測誤差）をとって得られる差分
値が伝送される。例えば図７に示されるように、予測元
画像を動きベクトルの分だけずらして得られる画像が、
現画像の予測に用いられる。
【０００４】動きベクトルを求めるための一般的な処理
として、図８に示されるように、前フレームの画像をも
とに局所復号された参照フレームにおいて、現フレーム
上の予測対象部分画像と同じ大きさを有するサーチウイ
ンドウが、現フレーム上の予測対象部分画像に対応する
参照フレーム上の部分画像の位置を開始位置として固定
されたサーチ範囲内で移動させられながら、各移動位置
毎に上記サーチウインドウ内の参照フレーム上の部分画
像と現フレーム上の予測対象部分画像との誤差が計算さ
れ、上記開始位置を原点とし上記誤差が最小であった移
動位置を終点とするベクトルが、動きベクトルとされ
る。
として、図８に示されるように、前フレームの画像をも
とに局所復号された参照フレームにおいて、現フレーム
上の予測対象部分画像と同じ大きさを有するサーチウイ
ンドウが、現フレーム上の予測対象部分画像に対応する
参照フレーム上の部分画像の位置を開始位置として固定
されたサーチ範囲内で移動させられながら、各移動位置
毎に上記サーチウインドウ内の参照フレーム上の部分画
像と現フレーム上の予測対象部分画像との誤差が計算さ
れ、上記開始位置を原点とし上記誤差が最小であった移
動位置を終点とするベクトルが、動きベクトルとされ
る。
【０００５】このように、従来は、現フレーム上の予測
対象部分画像の動きベクトルを算出するために、常にそ
の予測対象部分画像に対応する参照フレーム上の部分画
像の位置を開始位置として固定されたサーチ範囲でサー
チウインドウが移動させられながら、各移動位置毎の誤
差が計算されていた。
対象部分画像の動きベクトルを算出するために、常にそ
の予測対象部分画像に対応する参照フレーム上の部分画
像の位置を開始位置として固定されたサーチ範囲でサー
チウインドウが移動させられながら、各移動位置毎の誤
差が計算されていた。
【０００６】しかし、各移動位置毎のサーチウインドウ
内での誤差計算にはかなりの演算量が必要とされるた
め、上記従来技術では、各予測対象部分画像毎に、固定
されたサーチ範囲の大きさに依存して、多くの演算量を
必要とするという問題点を有していた。
内での誤差計算にはかなりの演算量が必要とされるた
め、上記従来技術では、各予測対象部分画像毎に、固定
されたサーチ範囲の大きさに依存して、多くの演算量を
必要とするという問題点を有していた。
【０００７】一方、一般に、予測対象部分画像とその近
傍の部分画像には、同一の物体に係る画像が含まれる確
率が高いため、予測対象部分画像について算出された動
きベクトルと、その予測対象部分画像の近傍の部分画像
について算出される動きベクトルは、非常に高い相関を
有する確率が高い。そこで、予測対象部分画像について
算出された動きベクトルと、その予測対象部分画像の近
傍の部分画像について既に算出される動きベクトルとの
差分値が算出され、その差分値が動きベクトル情報とし
て伝送されることが、一般に行われている。
傍の部分画像には、同一の物体に係る画像が含まれる確
率が高いため、予測対象部分画像について算出された動
きベクトルと、その予測対象部分画像の近傍の部分画像
について算出される動きベクトルは、非常に高い相関を
有する確率が高い。そこで、予測対象部分画像について
算出された動きベクトルと、その予測対象部分画像の近
傍の部分画像について既に算出される動きベクトルとの
差分値が算出され、その差分値が動きベクトル情報とし
て伝送されることが、一般に行われている。
【０００８】このような事実から、予測対象部分画像の
動きベクトルを算出する場合に、その予測対象部分画像
の近傍の部分画像について既に算出される動きベクトル
についての情報を参照することにより、効率的かつ正確
な動きベクトルの検出が可能となることが予想できる。
動きベクトルを算出する場合に、その予測対象部分画像
の近傍の部分画像について既に算出される動きベクトル
についての情報を参照することにより、効率的かつ正確
な動きベクトルの検出が可能となることが予想できる。
【０００９】しかし、前述の従来技術では、各予測対象
部分画像毎に、それに対応する参照フレーム上の部分画
像の近傍の部分画像について算出される動きベクトルと
は関係なく、常に予測対象部分画像に対応する部分画像
のみの位置を開始位置として固定されたサーチ範囲でサ
ーチウインドウが移動させられていた。この結果、本来
は高い相関を有するはずの、位置的に連続する部分画像
毎に算出される動きベクトルの値に、ばらつきが生じ、
それらの差分値のダイナミックレンジが大きくなってし
まうため、動きベクトルの符号化効率が悪くなってしま
うという問題点を有していた。
部分画像毎に、それに対応する参照フレーム上の部分画
像の近傍の部分画像について算出される動きベクトルと
は関係なく、常に予測対象部分画像に対応する部分画像
のみの位置を開始位置として固定されたサーチ範囲でサ
ーチウインドウが移動させられていた。この結果、本来
は高い相関を有するはずの、位置的に連続する部分画像
毎に算出される動きベクトルの値に、ばらつきが生じ、
それらの差分値のダイナミックレンジが大きくなってし
まうため、動きベクトルの符号化効率が悪くなってしま
うという問題点を有していた。
【００１０】このような問題点を解決するために、本出
願人は、特願平４−３６０３２６５の特許出願におい
て、現フレーム上の予測対象部分画像（以下、部分画像
のことをマクロブロックという）の動きベクトルを算出
するために、現フレーム上でその予測対象マクロブロッ
クの１ブロック前のマクロブロックについて既に算出さ
れている動きベクトルから求まる位置に対応する参照フ
レーム上の位置を、サーチウインドウの移動開始位置と
する方式を提案している。このような方式により、サー
チ範囲を狭くすることが可能となり、この結果、動きベ
クトルを算出するための演算量を削減可能とすると共
に、隣接マクロブロック間での動きベクトルのばらつき
を小さくしその符号化効率を高めることが可能となる。
願人は、特願平４−３６０３２６５の特許出願におい
て、現フレーム上の予測対象部分画像（以下、部分画像
のことをマクロブロックという）の動きベクトルを算出
するために、現フレーム上でその予測対象マクロブロッ
クの１ブロック前のマクロブロックについて既に算出さ
れている動きベクトルから求まる位置に対応する参照フ
レーム上の位置を、サーチウインドウの移動開始位置と
する方式を提案している。このような方式により、サー
チ範囲を狭くすることが可能となり、この結果、動きベ
クトルを算出するための演算量を削減可能とすると共
に、隣接マクロブロック間での動きベクトルのばらつき
を小さくしその符号化効率を高めることが可能となる。
【００１１】ここで、MPEGや、H.261 、H.26P というよ
うな動画像圧縮方式においては、予測対象マクロブロッ
クについて算出された動きベクトルについての差分値が
算出される場合に、単純に予測対象マクロブロックの１
ブロック前のマクロブロックについて既に算出されてい
る動きベクトルに対する差分値が計算されるのではな
く、予測対象マクロブロックに対して特定の位置関係に
ある近傍の複数のマクロブロックについて既に算出され
る複数の動きベクトルの例えば中間値に対する差分値が
計算される。これにより、動きベクトルの符号化効率が
より高められている。
うな動画像圧縮方式においては、予測対象マクロブロッ
クについて算出された動きベクトルについての差分値が
算出される場合に、単純に予測対象マクロブロックの１
ブロック前のマクロブロックについて既に算出されてい
る動きベクトルに対する差分値が計算されるのではな
く、予測対象マクロブロックに対して特定の位置関係に
ある近傍の複数のマクロブロックについて既に算出され
る複数の動きベクトルの例えば中間値に対する差分値が
計算される。これにより、動きベクトルの符号化効率が
より高められている。
【００１２】しかし、サーチウインドウの移動開始位置
の決定に関する、本出願人による上述した先行技術にお
いては、固定的に予測対象マクロブロックの１ブロック
前のマクロブロックについて既に算出されている動きベ
クトルから求まる位置に対応する参照フレーム上の位置
が、サーチウインドウの移動開始位置とされている。従
って、この先行技術におけるサーチウインドウの移動開
始位置の決定アルゴリズムは、MPEGや、H.261 、H.26P
等における動きベクトルの差分値の算出において差分元
となる動きベクトルの決定アルゴリズムと完全には対応
しておらず、サーチウインドウの移動開始位置の決定処
理が最適化されていないという問題点を有していた。
の決定に関する、本出願人による上述した先行技術にお
いては、固定的に予測対象マクロブロックの１ブロック
前のマクロブロックについて既に算出されている動きベ
クトルから求まる位置に対応する参照フレーム上の位置
が、サーチウインドウの移動開始位置とされている。従
って、この先行技術におけるサーチウインドウの移動開
始位置の決定アルゴリズムは、MPEGや、H.261 、H.26P
等における動きベクトルの差分値の算出において差分元
となる動きベクトルの決定アルゴリズムと完全には対応
しておらず、サーチウインドウの移動開始位置の決定処
理が最適化されていないという問題点を有していた。
【００１３】また、本出願人による前述した先行技術に
おいては、予測対象マクロブロックが現フレームの画像
の端に位置する等の理由によりその１ブロック前のマク
ロブロックが参照できない場合や、１ブロック前のマク
ロブロックの動きベクトルから求まるサーチウインドウ
の移動開始位置が許容範囲を大きくはずれてしまったよ
うな場合、或いは、現フレーム上の予測対象マクロブロ
ックと参照フレーム上のブロックとの誤差が許容範囲を
超えてしまったような場合には、予測対象マクロブロッ
クに対応する参照フレーム上のマクロブロックの中心位
置がサーチウインドウの移動開始位置として初期設定し
直されていた。このように本出願人による前述した先行
技術においては、サーチウインドウの移動開始位置を算
出する方式として１ブロック前のマクロブロックの動き
ベクトルから算出する方式と予測対象マクロブロックに
対応する参照フレーム上のマクロブロックの中心位置を
それとする方式とが混在しており、それら２つの方式を
切り替えるためのロジックが必要であった。このため、
動きベクトルを算出するロジックをハードウエア化する
場合に、上記切替ロジックを実現するためのハードウエ
アの規模が大きくなってしまうという問題点を有してい
た。
おいては、予測対象マクロブロックが現フレームの画像
の端に位置する等の理由によりその１ブロック前のマク
ロブロックが参照できない場合や、１ブロック前のマク
ロブロックの動きベクトルから求まるサーチウインドウ
の移動開始位置が許容範囲を大きくはずれてしまったよ
うな場合、或いは、現フレーム上の予測対象マクロブロ
ックと参照フレーム上のブロックとの誤差が許容範囲を
超えてしまったような場合には、予測対象マクロブロッ
クに対応する参照フレーム上のマクロブロックの中心位
置がサーチウインドウの移動開始位置として初期設定し
直されていた。このように本出願人による前述した先行
技術においては、サーチウインドウの移動開始位置を算
出する方式として１ブロック前のマクロブロックの動き
ベクトルから算出する方式と予測対象マクロブロックに
対応する参照フレーム上のマクロブロックの中心位置を
それとする方式とが混在しており、それら２つの方式を
切り替えるためのロジックが必要であった。このため、
動きベクトルを算出するロジックをハードウエア化する
場合に、上記切替ロジックを実現するためのハードウエ
アの規模が大きくなってしまうという問題点を有してい
た。
【００１４】本発明の課題は、動きベクトルの算出のた
めのサーチウインドウの移動開始位置の決定アルゴリズ
ムの最適化を、ハードウエアロジックの規模を増大させ
ることなく実現することにある。
めのサーチウインドウの移動開始位置の決定アルゴリズ
ムの最適化を、ハードウエアロジックの規模を増大させ
ることなく実現することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、参照フレーム
において、現フレーム上の予測対象部分画像と同じ大き
さを有するサーチウインドウを、サーチウインドウの所
定の移動開始位置を中心位置として所定のサーチ範囲内
で移動させながら、各移動位置毎にサーチウインドウ内
の参照フレーム上の部分画像と現フレーム上の予測対象
部分画像との誤差を計算し、サーチウインドウの所定の
移動開始位置を原点とし誤差が最小であった移動位置を
終点とするベクトルを動きベクトルとして検出する動き
ベクトル検出装置を前提とする。
において、現フレーム上の予測対象部分画像と同じ大き
さを有するサーチウインドウを、サーチウインドウの所
定の移動開始位置を中心位置として所定のサーチ範囲内
で移動させながら、各移動位置毎にサーチウインドウ内
の参照フレーム上の部分画像と現フレーム上の予測対象
部分画像との誤差を計算し、サーチウインドウの所定の
移動開始位置を原点とし誤差が最小であった移動位置を
終点とするベクトルを動きベクトルとして検出する動き
ベクトル検出装置を前提とする。
【００１６】本発明の第１の態様は、現フレーム上で予
測対象マクロブロックの動きベクトルについての差分値
を算出すべき元となる被差分動きベクトル群に基づいて
サーチウインドウの所定の移動開始位置を決定するサー
チウインドウ移動開始位置決定手段を有する。
測対象マクロブロックの動きベクトルについての差分値
を算出すべき元となる被差分動きベクトル群に基づいて
サーチウインドウの所定の移動開始位置を決定するサー
チウインドウ移動開始位置決定手段を有する。
【００１７】上述の本発明の第１の態様によれば、隣接
マクロブロック間での動きベクトルのばらつきをより小
さくしその符号化効率を高めることが可能となる。本発
明の第２の態様は、現フレーム上の予測対象部分画像を
予め区分する区分手段と、その区分手段によって区分さ
れる予測対象部分画像毎に、異なる方式に基づいてサー
チウインドウの所定の移動開始位置を決定するサーチウ
インドウ移動開始位置決定手段を有する。
マクロブロック間での動きベクトルのばらつきをより小
さくしその符号化効率を高めることが可能となる。本発
明の第２の態様は、現フレーム上の予測対象部分画像を
予め区分する区分手段と、その区分手段によって区分さ
れる予測対象部分画像毎に、異なる方式に基づいてサー
チウインドウの所定の移動開始位置を決定するサーチウ
インドウ移動開始位置決定手段を有する。
【００１８】この場合、サーチウインドウ移動開始位置
決定手段は、区分手段によって区分される１つの区分に
おける予測対象部分画像について、現フレーム上で予測
対象マクロブロックの動きベクトルについての差分値を
算出すべき元となる被差分動きベクトル群に基づいてサ
ーチウインドウの所定の移動開始位置を決定する。
決定手段は、区分手段によって区分される１つの区分に
おける予測対象部分画像について、現フレーム上で予測
対象マクロブロックの動きベクトルについての差分値を
算出すべき元となる被差分動きベクトル群に基づいてサ
ーチウインドウの所定の移動開始位置を決定する。
【００１９】上述の本発明の第２の態様によれば、予め
明確に分離されたマクロブロックの位置に応じてサーチ
ウインドウの所定の移動開始位置を決定する方式が選択
されるため、これらの方式を切り替えるためのロジック
は、単にマクロブロックのカウント値を判定するだけの
非常に単純なものとなり、そのためのハードウエアロジ
ックの規模を非常に小さいものにすることができ、ＬＳ
Ｉ化も容易となる。
明確に分離されたマクロブロックの位置に応じてサーチ
ウインドウの所定の移動開始位置を決定する方式が選択
されるため、これらの方式を切り替えるためのロジック
は、単にマクロブロックのカウント値を判定するだけの
非常に単純なものとなり、そのためのハードウエアロジ
ックの規模を非常に小さいものにすることができ、ＬＳ
Ｉ化も容易となる。
【００２０】本発明の第３の態様は、本発明の第２の態
様において、区分手段によって区分される予測対象部分
画像毎に、異なる前記所定のサーチ範囲を決定するサー
チ範囲決定手段を更に有する。
様において、区分手段によって区分される予測対象部分
画像毎に、異なる前記所定のサーチ範囲を決定するサー
チ範囲決定手段を更に有する。
【００２１】上述の本発明の第３の態様によれば、予め
明確に分離されたマクロブロックの位置に応じてサーチ
範囲を適切に制御することができ、動きベクトルを算出
するための演算量を最適に削減することが可能となる。
明確に分離されたマクロブロックの位置に応じてサーチ
範囲を適切に制御することができ、動きベクトルを算出
するための演算量を最適に削減することが可能となる。
【００２２】なお、本発明は、上述の動きベクトル検出
装置の構成により実現される機能と同等の機能を有する
動きベクトル検出方法として実現することも可能であ
る。
装置の構成により実現される機能と同等の機能を有する
動きベクトル検出方法として実現することも可能であ
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について詳細に説明する。まず、本実施の
形態では、現フレーム上の予測対象マクロブロックの動
きベクトルが算出される場合に、現フレーム上でその予
測対象マクロブロックの動きベクトルについての差分値
を算出すべき元となる動きベクトル群（以下これを被差
分動きベクトル群という）から求まる位置に対応する参
照フレーム上の位置が、サーチウインドウの移動開始位
置とされる。
の実施の形態について詳細に説明する。まず、本実施の
形態では、現フレーム上の予測対象マクロブロックの動
きベクトルが算出される場合に、現フレーム上でその予
測対象マクロブロックの動きベクトルについての差分値
を算出すべき元となる動きベクトル群（以下これを被差
分動きベクトル群という）から求まる位置に対応する参
照フレーム上の位置が、サーチウインドウの移動開始位
置とされる。
【００２４】今、例えばH.26P と呼ばれる動画像圧縮方
式においては、現フレーム上で、図１に示されるよう
に、垂直方向は上から下に向かって、また水平方向は左
から右に向かって、各マクロブロックについて動きベク
トルが符号化されてゆく。
式においては、現フレーム上で、図１に示されるよう
に、垂直方向は上から下に向かって、また水平方向は左
から右に向かって、各マクロブロックについて動きベク
トルが符号化されてゆく。
【００２５】そして、現在の予測対象マクロブロックに
おける動きベクトル（現動きベクトルＭＶ）についての
差分値（現差分動きベクトルＭＶＤ）は、図２に示され
るように、予測対象マクロブロックの左隣のマクロブロ
ックに対応して算出されている左動きベクトルＭＶ１
と、予測対象マクロブロックの上隣のマクロブロックに
対応して算出されている上動きベクトルＭＶ２と、予測
対象マクロブロックの右上隣のマクロブロックに対応し
て算出されている右上動きベクトルＭＶ３についての中
間値として算出される動きベクトル（中間値動きベクト
ルＭＭＶ）と、現動きベクトルＭＶとの差分値として算
出される。
おける動きベクトル（現動きベクトルＭＶ）についての
差分値（現差分動きベクトルＭＶＤ）は、図２に示され
るように、予測対象マクロブロックの左隣のマクロブロ
ックに対応して算出されている左動きベクトルＭＶ１
と、予測対象マクロブロックの上隣のマクロブロックに
対応して算出されている上動きベクトルＭＶ２と、予測
対象マクロブロックの右上隣のマクロブロックに対応し
て算出されている右上動きベクトルＭＶ３についての中
間値として算出される動きベクトル（中間値動きベクト
ルＭＭＶ）と、現動きベクトルＭＶとの差分値として算
出される。
【００２６】即ち、今、各ベクトルＭＶ、ＭＶＤ、ＭＶ
１、ＭＶ２、ＭＶ３、及びＭＭＶのｘ成分及びｙ成分
を、それぞれ（ＭＶｘ、ＭＶｙ）、（ＭＶＤｘ、ＭＶＤ
ｙ）、（ＭＶ１ｘ、ＭＶ１ｙ）、（ＭＶ２ｘ、ＭＶ２
ｙ）、（ＭＶ３ｘ、ＭＶ３ｙ）、及び（ＭＭＶｘ、ＭＭ
Ｖｙ）とすれば、
１、ＭＶ２、ＭＶ３、及びＭＭＶのｘ成分及びｙ成分
を、それぞれ（ＭＶｘ、ＭＶｙ）、（ＭＶＤｘ、ＭＶＤ
ｙ）、（ＭＶ１ｘ、ＭＶ１ｙ）、（ＭＶ２ｘ、ＭＶ２
ｙ）、（ＭＶ３ｘ、ＭＶ３ｙ）、及び（ＭＭＶｘ、ＭＭ
Ｖｙ）とすれば、
【００２７】
【数１】 ＭＭＶｘ＝Median（ＭＶ１ｘ、ＭＶ２ｘ、ＭＶ３ｘ） ＭＭＶｙ＝Median（ＭＶ１ｙ、ＭＶ２ｙ、ＭＶ３ｙ）
【００２８】
【数２】ＭＶＤｘ＝ＭＶｘ−ＭＭＶｘ ＭＶＤｙ＝ＭＶｙ−ＭＭＶｙ である。ここで、Median（）は、括弧内の各要素につい
ての中間値を算出する演算である。
ての中間値を算出する演算である。
【００２９】このような符号化法からも理解されるよう
に、近傍マクロブロック間の動きベクトルには、図３に
示されるように、相関があることが知られている。そこ
で、本実施の形態では、現動きベクトルＭＶが算出され
る場合に、上記中間値動きベクトルＭＭＶから求まる位
置に対応する参照フレーム上の位置が、サーチウインド
ウの移動開始位置とされる。そして、参照フレーム上に
おいて、その位置を中心として所定のサーチ範囲内でサ
ーチウインドウが移動させられながら、各移動位置毎に
上記サーチウインドウ内の参照フレーム上のブロック画
像と現フレーム上の予測対象マクロブロック画像との誤
差が計算され、上記開始位置を原点とし上記誤差が最小
であった移動位置を終点とするベクトルが、動きベクト
ルとされる。
に、近傍マクロブロック間の動きベクトルには、図３に
示されるように、相関があることが知られている。そこ
で、本実施の形態では、現動きベクトルＭＶが算出され
る場合に、上記中間値動きベクトルＭＭＶから求まる位
置に対応する参照フレーム上の位置が、サーチウインド
ウの移動開始位置とされる。そして、参照フレーム上に
おいて、その位置を中心として所定のサーチ範囲内でサ
ーチウインドウが移動させられながら、各移動位置毎に
上記サーチウインドウ内の参照フレーム上のブロック画
像と現フレーム上の予測対象マクロブロック画像との誤
差が計算され、上記開始位置を原点とし上記誤差が最小
であった移動位置を終点とするベクトルが、動きベクト
ルとされる。
【００３０】ここで、実験の結果、上記サーチ範囲は、
移動開始位置からｘｙ方向にそれぞれ±４画素の範囲で
十分である。このような動きベクトルの参照方式を単に
用いた場合においても、本出願人による前述の先行技術
の場合と同様に、予測対象マクロブロックが現フレーム
の画像の端に位置する等の理由により前述した被差分動
きベクトル群を構成する動きベクトルが参照できない場
合や、被差分動きベクトル群から求まるサーチウインド
ウの移動開始位置が許容範囲を大きくはずれてしまった
ような場合、或いは、現フレーム上の予測対象マクロブ
ロックと参照フレーム上のブロックとの誤差が許容範囲
を超えてしまったような場合には、予測対象マクロブロ
ックに対応する参照フレーム上のマクロブロックの中心
位置をサーチウインドウの移動開始位置として初期設定
し直す必要が生じる。そして、この場合には、サーチウ
インドウの移動開始位置を算出する方式として中間値動
きベクトルＭＭＶから算出する方式と予測対象マクロブ
ロックに対応する参照フレーム上のマクロブロックの中
心位置をそれとする方式とが混在することになり、それ
ら２つの方式を切り替えるためのロジックが必要となっ
てしまう。
移動開始位置からｘｙ方向にそれぞれ±４画素の範囲で
十分である。このような動きベクトルの参照方式を単に
用いた場合においても、本出願人による前述の先行技術
の場合と同様に、予測対象マクロブロックが現フレーム
の画像の端に位置する等の理由により前述した被差分動
きベクトル群を構成する動きベクトルが参照できない場
合や、被差分動きベクトル群から求まるサーチウインド
ウの移動開始位置が許容範囲を大きくはずれてしまった
ような場合、或いは、現フレーム上の予測対象マクロブ
ロックと参照フレーム上のブロックとの誤差が許容範囲
を超えてしまったような場合には、予測対象マクロブロ
ックに対応する参照フレーム上のマクロブロックの中心
位置をサーチウインドウの移動開始位置として初期設定
し直す必要が生じる。そして、この場合には、サーチウ
インドウの移動開始位置を算出する方式として中間値動
きベクトルＭＭＶから算出する方式と予測対象マクロブ
ロックに対応する参照フレーム上のマクロブロックの中
心位置をそれとする方式とが混在することになり、それ
ら２つの方式を切り替えるためのロジックが必要となっ
てしまう。
【００３１】そこで、本実施の形態では、このような必
要性を除くために、図４に示されるように、処理画面が
分割され、斜線部Ａ〜Ｄのマクロブロックにおいては、
予測対象マクロブロックに対応する参照フレーム上のマ
クロブロックの中心位置がサーチウインドウの移動開始
位置とされ、サーチ範囲は広くとられて、動き補償処理
が実行され、斜線部以外のマクロブロックにおいては、
中間値動きベクトルＭＭＶから求まる位置に対応する参
照フレーム上の位置が、サーチウインドウの移動開始位
置とされ、サーチ範囲は狭くとられて、動き補償処理が
実行される。ここで、前者の動き補償処理をフルサー
チ、後者の動き補償処理を縮小サーチと呼ぶ。このよう
に、フルサーチが実行されるマクロブロックと縮小サー
チが実行されるマクロブロックが明確に分離されること
により、これら２つの方式を切り替えるためのロジック
は、単にマクロブロックのカウント値を判定するだけの
非常に単純なものとなり、そのためのハードウエアロジ
ックの規模を非常に小さいものにすることができ、ＬＳ
Ｉ化も容易となる。
要性を除くために、図４に示されるように、処理画面が
分割され、斜線部Ａ〜Ｄのマクロブロックにおいては、
予測対象マクロブロックに対応する参照フレーム上のマ
クロブロックの中心位置がサーチウインドウの移動開始
位置とされ、サーチ範囲は広くとられて、動き補償処理
が実行され、斜線部以外のマクロブロックにおいては、
中間値動きベクトルＭＭＶから求まる位置に対応する参
照フレーム上の位置が、サーチウインドウの移動開始位
置とされ、サーチ範囲は狭くとられて、動き補償処理が
実行される。ここで、前者の動き補償処理をフルサー
チ、後者の動き補償処理を縮小サーチと呼ぶ。このよう
に、フルサーチが実行されるマクロブロックと縮小サー
チが実行されるマクロブロックが明確に分離されること
により、これら２つの方式を切り替えるためのロジック
は、単にマクロブロックのカウント値を判定するだけの
非常に単純なものとなり、そのためのハードウエアロジ
ックの規模を非常に小さいものにすることができ、ＬＳ
Ｉ化も容易となる。
【００３２】図５は、上述の原理に基づく本実施の形態
の全体構成図である。まず、マクロブロックカウンタ５
０２は、図１に例示されるような各マクロブロックを指
定するために０から順次＋１ずつインクリメントされる
カウンタ値ｉを出力する。
の全体構成図である。まず、マクロブロックカウンタ５
０２は、図１に例示されるような各マクロブロックを指
定するために０から順次＋１ずつインクリメントされる
カウンタ値ｉを出力する。
【００３３】レンジ判断部５０３は、マクロブロックカ
ウンタ５０２が出力するカウンタ値ｉに基づいて、図４
に示される斜線部Ａ〜Ｄの各領域のマクロブロックの指
定タイミングを判定し、それぞれのタイミングを指示す
る第１レンジ識別信号５０５をＭＭＶ検出部５０４に出
力する。また、レンジ判断部５０３は、カウンタ値ｉに
基づいて、図４に示される斜線部のマクロブロックの指
定タイミングと斜線部以外のマクロブロックの指定タイ
ミングを識別し、それらを区別する第２レンジ識別信号
５０６をＭＣ検出部５０１に出力する。
ウンタ５０２が出力するカウンタ値ｉに基づいて、図４
に示される斜線部Ａ〜Ｄの各領域のマクロブロックの指
定タイミングを判定し、それぞれのタイミングを指示す
る第１レンジ識別信号５０５をＭＭＶ検出部５０４に出
力する。また、レンジ判断部５０３は、カウンタ値ｉに
基づいて、図４に示される斜線部のマクロブロックの指
定タイミングと斜線部以外のマクロブロックの指定タイ
ミングを識別し、それらを区別する第２レンジ識別信号
５０６をＭＣ検出部５０１に出力する。
【００３４】ＭＭＶ検出部５０４は、過去にＭＣ検出部
５０１から出力された出力ベクトル５０７に基づいて、
現動きベクトルＭＶから現差分動きベクトルＭＶＤを算
出するための中間値動きベクトルＭＭＶを算出し、それ
をＭＣ検出部５０１と特には図示しない現差分動きベク
トル算出部へ出力する。
５０１から出力された出力ベクトル５０７に基づいて、
現動きベクトルＭＶから現差分動きベクトルＭＶＤを算
出するための中間値動きベクトルＭＭＶを算出し、それ
をＭＣ検出部５０１と特には図示しない現差分動きベク
トル算出部へ出力する。
【００３５】この場合、ＭＭＶ検出部５０４は、第１レ
ンジ識別信号５０５が図４に示される斜線部Ａ〜Ｄの各
領域のマクロブロックの指定タイミングを指示している
期間以外の期間では、出力ベクトル５０７のうち、予測
対象マクロブロックの左隣のマクロブロックの処理タイ
ミングにおいて出力されている左動きベクトルＭＶ１
と、予測対象マクロブロックの上隣のマクロブロックの
処理タイミングにおいて出力されている上動きベクトル
ＭＶ２と、予測対象マクロブロックの右上隣のマクロブ
ロックの処理タイミングにおいて出力されている右上動
きベクトルＭＶ３を用いて、前述した数１式に基づき、
中間値動きベクトルＭＭＶを算出する。
ンジ識別信号５０５が図４に示される斜線部Ａ〜Ｄの各
領域のマクロブロックの指定タイミングを指示している
期間以外の期間では、出力ベクトル５０７のうち、予測
対象マクロブロックの左隣のマクロブロックの処理タイ
ミングにおいて出力されている左動きベクトルＭＶ１
と、予測対象マクロブロックの上隣のマクロブロックの
処理タイミングにおいて出力されている上動きベクトル
ＭＶ２と、予測対象マクロブロックの右上隣のマクロブ
ロックの処理タイミングにおいて出力されている右上動
きベクトルＭＶ３を用いて、前述した数１式に基づき、
中間値動きベクトルＭＭＶを算出する。
【００３６】一方、ＭＭＶ検出部５０４は、第１レンジ
識別信号５０５が図４に示される斜線部Ａの領域のマク
ロブロックの指定タイミングを指示している期間では、
図２からわかるように、領域Ａの予測対象マクロブロッ
クの左隣、上隣、及び右上隣のマクロブロックは存在し
ない。従って、ＭＭＶ検出部５０４は、中間値動きベク
トルＭＭＶとして、
識別信号５０５が図４に示される斜線部Ａの領域のマク
ロブロックの指定タイミングを指示している期間では、
図２からわかるように、領域Ａの予測対象マクロブロッ
クの左隣、上隣、及び右上隣のマクロブロックは存在し
ない。従って、ＭＭＶ検出部５０４は、中間値動きベク
トルＭＭＶとして、
【００３７】
【数３】ＭＭＶｘ＝０ ＭＭＶｙ＝０ を出力する。
【００３８】また、ＭＭＶ検出部５０４は、第１レンジ
識別信号５０５が図４に示される斜線部Ｂの領域のマク
ロブロックの指定タイミングを指示している期間では、
図２からわかるように、領域Ｂの予測対象マクロブロッ
クの上隣及び右上隣のマクロブロックは存在しない。従
って、ＭＭＶ検出部５０４は、中間値動きベクトルＭＭ
Ｖとして、
識別信号５０５が図４に示される斜線部Ｂの領域のマク
ロブロックの指定タイミングを指示している期間では、
図２からわかるように、領域Ｂの予測対象マクロブロッ
クの上隣及び右上隣のマクロブロックは存在しない。従
って、ＭＭＶ検出部５０４は、中間値動きベクトルＭＭ
Ｖとして、
【００３９】
【数４】ＭＭＶｘ＝Median（ＭＶ１ｘ、０、０） ＭＭＶｙ＝Median（ＭＶ１ｙ、０、０） を出力する（数１式参照）。
【００４０】また、ＭＭＶ検出部５０４は、第１レンジ
識別信号５０５が図４に示される斜線部Ｃの領域のマク
ロブロックの指定タイミングを指示している期間では、
図２からわかるように、領域Ｃの予測対象マクロブロッ
クの左隣のマクロブロックは存在しない。従って、ＭＭ
Ｖ検出部５０４は、中間値動きベクトルＭＭＶとして、
識別信号５０５が図４に示される斜線部Ｃの領域のマク
ロブロックの指定タイミングを指示している期間では、
図２からわかるように、領域Ｃの予測対象マクロブロッ
クの左隣のマクロブロックは存在しない。従って、ＭＭ
Ｖ検出部５０４は、中間値動きベクトルＭＭＶとして、
【００４１】
【数５】ＭＭＶｘ＝Median（０、ＭＶ２ｘ、ＭＶ３ｘ） ＭＭＶｙ＝Median（０、ＭＶ２ｙ、ＭＶ３ｙ） を出力する（数１式参照）。
【００４２】更に、ＭＭＶ検出部５０４は、第１レンジ
識別信号５０５が図４に示される斜線部Ｄの領域のマク
ロブロックの指定タイミングを指示している期間では、
図２からわかるように、領域Ｄの予測対象マクロブロッ
クの右上隣のマクロブロックは存在しない。従って、Ｍ
ＭＶ検出部５０４は、中間値動きベクトルＭＭＶとし
て、
識別信号５０５が図４に示される斜線部Ｄの領域のマク
ロブロックの指定タイミングを指示している期間では、
図２からわかるように、領域Ｄの予測対象マクロブロッ
クの右上隣のマクロブロックは存在しない。従って、Ｍ
ＭＶ検出部５０４は、中間値動きベクトルＭＭＶとし
て、
【００４３】
【数６】ＭＭＶｘ＝Median（ＭＶ１ｘ、ＭＶ２ｘ、０） ＭＭＶｙ＝Median（ＭＶ１ｙ、ＭＶ２ｙ、０） を出力する（数１式参照）。
【００４４】特には図示しない現差分動きベクトル算出
部は、後述するＭＣ検出部５０１から出力ベクトル５０
７として出力される予測対象マクロブロックの現動きベ
クトルＭＶと、上述のＭＭＶ検出部５０４から出力され
る中間値動きベクトルＭＭＶとから、前述した数２式に
基づいて、現差分動きベクトルＭＶＤを算出する。な
お、数３式からわかるように、図４に示される斜線部Ａ
の領域の予測対象マクロブロックに対応する現差分動き
ベクトルＭＶＤは、そのマクロブロックの現動きベクト
ルＭＶそのものとなる。
部は、後述するＭＣ検出部５０１から出力ベクトル５０
７として出力される予測対象マクロブロックの現動きベ
クトルＭＶと、上述のＭＭＶ検出部５０４から出力され
る中間値動きベクトルＭＭＶとから、前述した数２式に
基づいて、現差分動きベクトルＭＶＤを算出する。な
お、数３式からわかるように、図４に示される斜線部Ａ
の領域の予測対象マクロブロックに対応する現差分動き
ベクトルＭＶＤは、そのマクロブロックの現動きベクト
ルＭＶそのものとなる。
【００４５】次に、図５のＭＣ検出部５０１は、第２レ
ンジ識別信号５０６が図４に示される斜線部以外のマク
ロブロックの指定タイミングを示している場合には、Ｍ
ＭＶ検出部５０４が検出した中間値動きベクトルＭＭＶ
から求まる位置に対応する参照フレーム上の位置をサー
チウインドウの移動開始位置とし、かつサーチ範囲を狭
くして、カウンタ値ｉで特定される予測対象マクロブロ
ックについての動き補償処理を実行し、そのマクロブロ
ックに対応する現動きベクトルＭＶを算出し、それを出
力ベクトル５０７として特には図示しない現差分動きベ
クトル算出部へ出力する。一方、ＭＣ検出部５０１は、
第２レンジ識別信号５０６が図４に示される斜線部のマ
クロブロックの指定タイミングを示している場合には、
ＭＭＶ検出部５０４が検出した中間値動きベクトルＭＭ
Ｖは無視し、カウンタ値ｉで特定される予測対象マクロ
ブロックに対応する参照フレーム上のマクロブロックの
中心位置をサーチウインドウの移動開始位置とし、かつ
サーチ範囲を広くして、上記予測対象マクロブロックに
ついての動き補償処理を実行し、そのマクロブロックに
対応する現動きベクトルＭＶを算出し、それを出力ベク
トル５０７として特には図示しない現差分動きベクトル
算出部へ出力する。
ンジ識別信号５０６が図４に示される斜線部以外のマク
ロブロックの指定タイミングを示している場合には、Ｍ
ＭＶ検出部５０４が検出した中間値動きベクトルＭＭＶ
から求まる位置に対応する参照フレーム上の位置をサー
チウインドウの移動開始位置とし、かつサーチ範囲を狭
くして、カウンタ値ｉで特定される予測対象マクロブロ
ックについての動き補償処理を実行し、そのマクロブロ
ックに対応する現動きベクトルＭＶを算出し、それを出
力ベクトル５０７として特には図示しない現差分動きベ
クトル算出部へ出力する。一方、ＭＣ検出部５０１は、
第２レンジ識別信号５０６が図４に示される斜線部のマ
クロブロックの指定タイミングを示している場合には、
ＭＭＶ検出部５０４が検出した中間値動きベクトルＭＭ
Ｖは無視し、カウンタ値ｉで特定される予測対象マクロ
ブロックに対応する参照フレーム上のマクロブロックの
中心位置をサーチウインドウの移動開始位置とし、かつ
サーチ範囲を広くして、上記予測対象マクロブロックに
ついての動き補償処理を実行し、そのマクロブロックに
対応する現動きベクトルＭＶを算出し、それを出力ベク
トル５０７として特には図示しない現差分動きベクトル
算出部へ出力する。
【００４６】図６は、上述の機能を実現するための、図
５のＭＣ検出部５０１の構成図である。まず、入力ブロ
ックレジスタ６０７には、特には図示しないフレームメ
モリに格納されている現フレームの画素値（輝度値）群
のうち、これから動きベクトルを現す出力ベクトル５０
７を算出しようとする予測対象マクロブロックのＭ画素
からなる画素値群ａ＝（ａ1 、ａ2 、・・・、ａM ）が
書き込まれる。現フレーム上での予測対象マクロブロッ
クの位置は、図５のマクロブロックカウンタ５０２が出
力するカウンタ値ｉによって決定される。
５のＭＣ検出部５０１の構成図である。まず、入力ブロ
ックレジスタ６０７には、特には図示しないフレームメ
モリに格納されている現フレームの画素値（輝度値）群
のうち、これから動きベクトルを現す出力ベクトル５０
７を算出しようとする予測対象マクロブロックのＭ画素
からなる画素値群ａ＝（ａ1 、ａ2 、・・・、ａM ）が
書き込まれる。現フレーム上での予測対象マクロブロッ
クの位置は、図５のマクロブロックカウンタ５０２が出
力するカウンタ値ｉによって決定される。
【００４７】一方、フレームメモリ６０５には、前フレ
ームの画像をもとに局所復号された参照フレームの画素
値群が格納されている。そして、参照ブロックレジスタ
６０６には、上記フレームメモリ６０５に格納されてい
る参照フレームの画素値群のうち、位置検出器６０４に
より指定されたサーチウインドウ内のマクロブロックの
Ｍ画素からなる画素値群ｂ＝（ｂ1 、ｂ2 、・・・、ｂ
M ）が書き込まれる。
ームの画像をもとに局所復号された参照フレームの画素
値群が格納されている。そして、参照ブロックレジスタ
６０６には、上記フレームメモリ６０５に格納されてい
る参照フレームの画素値群のうち、位置検出器６０４に
より指定されたサーチウインドウ内のマクロブロックの
Ｍ画素からなる画素値群ｂ＝（ｂ1 、ｂ2 、・・・、ｂ
M ）が書き込まれる。
【００４８】並列減算器６０８は、入力ブロックレジス
タ６０７から出力されるＭ画素からなる予測対象マクロ
ブロック画素値群ａ＝（ａ1 、ａ2 、・・・、ａM ）
と、参照ブロックレジスタ６０６から出力されるＭ画素
からなるマクロブロック画素値群ｂ＝（ｂ1 、ｂ2 、・
・・、ｂM ）とにつき、対応する画素位置毎の画素値の
差分を、Ｍ画素分並列に演算する。更に、並列絶対値演
算器６０９は、並列減算器６０８から出力される各画素
位置毎の差分画素値の絶対値を、Ｍ画素分並列に演算す
る。そして、絶対値歪検出器６１０は、次式に示される
ように、並列絶対値演算器６０９から出力されるＭ画素
分の差分画素値絶対値の総和ｄ（ａ，ｂ）として、予測
対象マクロブロックの部分画像と位置検出器６０４によ
り指定されたサーチウインドウ内のマクロブロックの部
分画像との絶対値歪を検出する。
タ６０７から出力されるＭ画素からなる予測対象マクロ
ブロック画素値群ａ＝（ａ1 、ａ2 、・・・、ａM ）
と、参照ブロックレジスタ６０６から出力されるＭ画素
からなるマクロブロック画素値群ｂ＝（ｂ1 、ｂ2 、・
・・、ｂM ）とにつき、対応する画素位置毎の画素値の
差分を、Ｍ画素分並列に演算する。更に、並列絶対値演
算器６０９は、並列減算器６０８から出力される各画素
位置毎の差分画素値の絶対値を、Ｍ画素分並列に演算す
る。そして、絶対値歪検出器６１０は、次式に示される
ように、並列絶対値演算器６０９から出力されるＭ画素
分の差分画素値絶対値の総和ｄ（ａ，ｂ）として、予測
対象マクロブロックの部分画像と位置検出器６０４によ
り指定されたサーチウインドウ内のマクロブロックの部
分画像との絶対値歪を検出する。
【００４９】
【数７】 上記絶対値歪ｄ（ａ，ｂ）は最小歪出力ベクトル検出器
６１１に出力される。
６１１に出力される。
【００５０】以上の一連の絶対値歪検出動作が、位置検
出器６０４がサーチウインドウを指定する毎に実行され
る。上述した一連の絶対値歪検出動作が１回実行される
毎に、位置検出器６０４、ｘカウンタ６０１、ｙカウン
タ６０２、及びＭＣＨセットアップ６０３からなる部分
は、サーチウインドウを指定する。
出器６０４がサーチウインドウを指定する毎に実行され
る。上述した一連の絶対値歪検出動作が１回実行される
毎に、位置検出器６０４、ｘカウンタ６０１、ｙカウン
タ６０２、及びＭＣＨセットアップ６０３からなる部分
は、サーチウインドウを指定する。
【００５１】まず、ｘカウンタ６０１は、前述した１連
の絶対値歪検出動作が１回実行される毎に＋１ずつカウ
ントアップし、ＭＣＨセットアップ６０３が出力するＭ
ＣＨ値に基づき、動きベクトルを算出するためのｘ方向
サーチ範囲として、−ＭＣＨから＋ＭＣＨまでの値を有
するｘ座標値を順次出力する。また、ｙカウンタ６０２
は、ｘカウンタ６０１が＋ＭＣＨまでカウントアップし
てキャリー信号を出力する毎に＋１ずつカウントアップ
し、ＭＣＨセットアップ６０３が出力するＭＣＨ値に基
づいて、動きベクトルを算出するためのｙ方向サーチ範
囲として、−ＭＣＨから＋ＭＣＨまでの値を有するｙ座
標値を順次出力する。ここで、ＭＣＨセットアップ６０
３は、第２レンジ識別信号５０６が図４に示される斜線
部のマクロブロックの指定タイミングを示している場合
には、サーチ範囲を広く設定するために、所定の大きな
ＭＣＨ値を出力し、第２レンジ識別信号５０６が図４に
示される斜線部以外のマクロブロックの指定タイミング
を示している場合には、サーチ範囲を狭く設定するため
に、所定の小さなＭＣＨ値を出力する。
の絶対値歪検出動作が１回実行される毎に＋１ずつカウ
ントアップし、ＭＣＨセットアップ６０３が出力するＭ
ＣＨ値に基づき、動きベクトルを算出するためのｘ方向
サーチ範囲として、−ＭＣＨから＋ＭＣＨまでの値を有
するｘ座標値を順次出力する。また、ｙカウンタ６０２
は、ｘカウンタ６０１が＋ＭＣＨまでカウントアップし
てキャリー信号を出力する毎に＋１ずつカウントアップ
し、ＭＣＨセットアップ６０３が出力するＭＣＨ値に基
づいて、動きベクトルを算出するためのｙ方向サーチ範
囲として、−ＭＣＨから＋ＭＣＨまでの値を有するｙ座
標値を順次出力する。ここで、ＭＣＨセットアップ６０
３は、第２レンジ識別信号５０６が図４に示される斜線
部のマクロブロックの指定タイミングを示している場合
には、サーチ範囲を広く設定するために、所定の大きな
ＭＣＨ値を出力し、第２レンジ識別信号５０６が図４に
示される斜線部以外のマクロブロックの指定タイミング
を示している場合には、サーチ範囲を狭く設定するため
に、所定の小さなＭＣＨ値を出力する。
【００５２】次に、位置検出器６０４は、第２レンジ識
別信号５０６が図４に示される斜線部のマクロブロック
の指定タイミングを示している場合には、ＭＭＶ検出部
５０４が検出した中間値動きベクトルＭＭＶは無視し、
カウンタ値ｉで特定される予測対象マクロブロックに対
応する参照フレーム上のマクロブロックの中心位置のｘ
座標値及びｙ座標値を、それぞれ、サーチウインドウの
移動開始位置を示すｘ座標値及びｙ座標値として、特に
は図示しない２つのレジスタに設定する。そして、位置
検出器６０４は、現在ｘカウンタ６０１が出力するｘ座
標値（−ＭＣＨ≦ｘ≦＋ＭＣＨ）及びｙカウンタ６０２
が出力するｙ座標値（−ＭＣＨ≦ｙ≦＋ＭＣＨ）を、そ
れぞれ、上記２つのレジスタに設定されているサーチウ
インドウの移動開始位置のｘ座標値及びｙ座標値に加算
し、その結果得られるｘ座標値及びｙ座標値を、現在の
サーチウインドウの中心位置として特には図示しない２
つのレジスタに設定する。更に、位置検出器６０４は、
そのサーチウインドウの中心位置を中心として、正方形
のサーチウインドウ内の合計でＭ画素からなるマクロブ
ロックの画素値群ｂ＝（ｂ1 、ｂ2 、・・・、ｂM ）の
各アドレスを、順次フレームメモリ６０５に対して指定
する。この結果、フレームメモリ６０５に格納されてい
る参照フレームの画素値群のうち、位置検出器６０４に
より指定されたサーチウインドウ内のマクロブロックの
Ｍ画素からなる画素値群ｂが、参照ブロックレジスタ６
０６に書き込まれる。以上の動作が、ｘカウンタ６０１
及びｙカウンタ６０２から−ＭＣＨ≦ｘ≦＋ＭＣＨの範
囲のｘ座標値及び−ＭＣＨ≦ｙ≦＋ＭＣＨの範囲のｙ座
標値が指定される毎に実行される。
別信号５０６が図４に示される斜線部のマクロブロック
の指定タイミングを示している場合には、ＭＭＶ検出部
５０４が検出した中間値動きベクトルＭＭＶは無視し、
カウンタ値ｉで特定される予測対象マクロブロックに対
応する参照フレーム上のマクロブロックの中心位置のｘ
座標値及びｙ座標値を、それぞれ、サーチウインドウの
移動開始位置を示すｘ座標値及びｙ座標値として、特に
は図示しない２つのレジスタに設定する。そして、位置
検出器６０４は、現在ｘカウンタ６０１が出力するｘ座
標値（−ＭＣＨ≦ｘ≦＋ＭＣＨ）及びｙカウンタ６０２
が出力するｙ座標値（−ＭＣＨ≦ｙ≦＋ＭＣＨ）を、そ
れぞれ、上記２つのレジスタに設定されているサーチウ
インドウの移動開始位置のｘ座標値及びｙ座標値に加算
し、その結果得られるｘ座標値及びｙ座標値を、現在の
サーチウインドウの中心位置として特には図示しない２
つのレジスタに設定する。更に、位置検出器６０４は、
そのサーチウインドウの中心位置を中心として、正方形
のサーチウインドウ内の合計でＭ画素からなるマクロブ
ロックの画素値群ｂ＝（ｂ1 、ｂ2 、・・・、ｂM ）の
各アドレスを、順次フレームメモリ６０５に対して指定
する。この結果、フレームメモリ６０５に格納されてい
る参照フレームの画素値群のうち、位置検出器６０４に
より指定されたサーチウインドウ内のマクロブロックの
Ｍ画素からなる画素値群ｂが、参照ブロックレジスタ６
０６に書き込まれる。以上の動作が、ｘカウンタ６０１
及びｙカウンタ６０２から−ＭＣＨ≦ｘ≦＋ＭＣＨの範
囲のｘ座標値及び−ＭＣＨ≦ｙ≦＋ＭＣＨの範囲のｙ座
標値が指定される毎に実行される。
【００５３】一方、位置検出器６０４は、第２レンジ識
別信号５０６が図４に示される斜線部以外のマクロブロ
ックの指定タイミングを示している場合には、前回のサ
ーチウインドウの指定動作において内部の２つのレジス
タに設定されているサーチウインドウの移動開始位置の
ｘ座標値及びｙ座標値に、それぞれ、前述した数１式に
基づいて図５のＭＭＶ検出部５０４が検出した中間値動
きベクトルＭＭＶのｘ座標値ＭＭＶｘ及びｙ座標値ＭＭ
Ｖｙを加算し、その結果得られるｘ座標値及びｙ座標値
を、それぞれ、サーチウインドウの移動開始位置を示す
ｘ座標値及びｙ座標値として、特には図示しない２つの
レジスタに設定する。以後、ｘカウンタ６０１及びｙカ
ウンタ６０２の各出力に基づくサーチウインドウの中心
位置の算出と、フレームメモリ６０５に対するサーチウ
インドウ内の画素値群ｂのアドレスの指定動作は、第２
レンジ識別信号５０６が図４に示される斜線部のマクロ
ブロックの指定タイミングを示している場合の動作と同
様である。
別信号５０６が図４に示される斜線部以外のマクロブロ
ックの指定タイミングを示している場合には、前回のサ
ーチウインドウの指定動作において内部の２つのレジス
タに設定されているサーチウインドウの移動開始位置の
ｘ座標値及びｙ座標値に、それぞれ、前述した数１式に
基づいて図５のＭＭＶ検出部５０４が検出した中間値動
きベクトルＭＭＶのｘ座標値ＭＭＶｘ及びｙ座標値ＭＭ
Ｖｙを加算し、その結果得られるｘ座標値及びｙ座標値
を、それぞれ、サーチウインドウの移動開始位置を示す
ｘ座標値及びｙ座標値として、特には図示しない２つの
レジスタに設定する。以後、ｘカウンタ６０１及びｙカ
ウンタ６０２の各出力に基づくサーチウインドウの中心
位置の算出と、フレームメモリ６０５に対するサーチウ
インドウ内の画素値群ｂのアドレスの指定動作は、第２
レンジ識別信号５０６が図４に示される斜線部のマクロ
ブロックの指定タイミングを示している場合の動作と同
様である。
【００５４】このようにして、位置検出器６０４、ｘカ
ウンタ６０１、ｙカウンタ６０２、及びＭＣＨセットア
ップ６０３からなる部分がサーチウインドウを指定し、
前述した１連の絶対値歪検出動作が１回実行され、絶対
値歪検出器６１０から絶対値歪ｄ（ａ，ｂ）が出力され
る毎に、図６の最小歪出力ベクトル検出器６１１は、そ
の絶対値歪ｄ（ａ，ｂ）を自身が保持している最小絶対
値歪と比較する。そして、入力した絶対値歪ｄ（ａ，
ｂ）の値が今までの最小絶対値歪の値より小さい場合に
は、最小歪出力ベクトル検出器６１１は、入力した絶対
値歪ｄ（ａ，ｂ）を新たな最小絶対値歪として保持する
と共に、ｘラッチ６１２及びｙラッチ６１３に対して、
その時点でのｘ座標値及びｙ座標値を保持するように指
示する。
ウンタ６０１、ｙカウンタ６０２、及びＭＣＨセットア
ップ６０３からなる部分がサーチウインドウを指定し、
前述した１連の絶対値歪検出動作が１回実行され、絶対
値歪検出器６１０から絶対値歪ｄ（ａ，ｂ）が出力され
る毎に、図６の最小歪出力ベクトル検出器６１１は、そ
の絶対値歪ｄ（ａ，ｂ）を自身が保持している最小絶対
値歪と比較する。そして、入力した絶対値歪ｄ（ａ，
ｂ）の値が今までの最小絶対値歪の値より小さい場合に
は、最小歪出力ベクトル検出器６１１は、入力した絶対
値歪ｄ（ａ，ｂ）を新たな最小絶対値歪として保持する
と共に、ｘラッチ６１２及びｙラッチ６１３に対して、
その時点でのｘ座標値及びｙ座標値を保持するように指
示する。
【００５５】この結果として、ｘカウンタ６０１及びｙ
カウンタ６０２が−ＭＣＨ≦ｘ≦＋ＭＣＨの範囲のｘ座
標値及び−ＭＣＨ≦ｙ≦＋ＭＣＨの範囲のｙ座標値の指
定を終了した時点において、ｘラッチ６１２及びｙラッ
チ６１３には、最小絶対値歪min ｄ（ａ，ｂ）が検出さ
れた時点におけるｘ座標値及びｙ座標値がセットされて
いることになる。このｘ座標値及びｙ座標値の組は、予
測対象マクロブロック画像との誤差が最小となった参照
フレーム上のマクロブロック画像の、サーチウインドウ
の移動開始位置からのずれを示しており、すなわち予測
対象マクロブロックに対応する動きベクトルを示してい
る。
カウンタ６０２が−ＭＣＨ≦ｘ≦＋ＭＣＨの範囲のｘ座
標値及び−ＭＣＨ≦ｙ≦＋ＭＣＨの範囲のｙ座標値の指
定を終了した時点において、ｘラッチ６１２及びｙラッ
チ６１３には、最小絶対値歪min ｄ（ａ，ｂ）が検出さ
れた時点におけるｘ座標値及びｙ座標値がセットされて
いることになる。このｘ座標値及びｙ座標値の組は、予
測対象マクロブロック画像との誤差が最小となった参照
フレーム上のマクロブロック画像の、サーチウインドウ
の移動開始位置からのずれを示しており、すなわち予測
対象マクロブロックに対応する動きベクトルを示してい
る。
【００５６】従って、ｘカウンタ６０１及びｙカウンタ
６０２が−ＭＣＨ≦ｘ≦＋ＭＣＨの範囲のｘ座標値及び
−ＭＣＨ≦ｙ≦＋ＭＣＨの範囲のｙ座標値の指定を終了
した時点におけるｘラッチ６１２及びｙラッチ６１３の
内容が、予測対象マクロブロックに対応する動きベクト
ルを示す出力ベクトル５０７として出力される。
６０２が−ＭＣＨ≦ｘ≦＋ＭＣＨの範囲のｘ座標値及び
−ＭＣＨ≦ｙ≦＋ＭＣＨの範囲のｙ座標値の指定を終了
した時点におけるｘラッチ６１２及びｙラッチ６１３の
内容が、予測対象マクロブロックに対応する動きベクト
ルを示す出力ベクトル５０７として出力される。
【００５７】以上説明した実施の形態では、図４に示さ
れる斜線部以外のマクロブロックの指定タイミングにお
いて実行される縮小サーチでは、中間値動きベクトルＭ
ＭＶに基づいてサーチウインドウの移動開始位置が決定
されるため、本出願人による先の出願の技術に比較して
より信頼性が高く、しかもサーチ範囲はフルサーチ時の
それに比較して狭くすることが可能となるため、動きベ
クトルを算出するための演算量を削減可能とすると共
に、隣接マクロブロック間での動きベクトルのばらつき
をより小さくしその符号化効率を高めることが可能とな
る。
れる斜線部以外のマクロブロックの指定タイミングにお
いて実行される縮小サーチでは、中間値動きベクトルＭ
ＭＶに基づいてサーチウインドウの移動開始位置が決定
されるため、本出願人による先の出願の技術に比較して
より信頼性が高く、しかもサーチ範囲はフルサーチ時の
それに比較して狭くすることが可能となるため、動きベ
クトルを算出するための演算量を削減可能とすると共
に、隣接マクロブロック間での動きベクトルのばらつき
をより小さくしその符号化効率を高めることが可能とな
る。
【００５８】また、本実施の形態では、縮小サーチが実
行されるマクロブロックとフルサーチが実行されるマク
ロブロックが、図４の斜線部以外のマクロブロックと斜
線部のマクロブロックというように明確に分離されるた
め、これら２つの方式を切り替えるためのロジックは、
単にマクロブロックのカウント値を判定するだけの非常
に単純なものとなり、そのためのハードウエアロジック
の規模を非常に小さいものにすることができ、ＬＳＩ化
も容易となる。
行されるマクロブロックとフルサーチが実行されるマク
ロブロックが、図４の斜線部以外のマクロブロックと斜
線部のマクロブロックというように明確に分離されるた
め、これら２つの方式を切り替えるためのロジックは、
単にマクロブロックのカウント値を判定するだけの非常
に単純なものとなり、そのためのハードウエアロジック
の規模を非常に小さいものにすることができ、ＬＳＩ化
も容易となる。
【００５９】以上説明した実施の形態では、中間値動き
ベクトルＭＭＶに基づいてサーチウインドウの移動開始
位置が決定されているが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、現フレーム上で予測対象マクロブロックの動
きベクトルについての差分値を算出すべき元となる、様
々な方式で算出される被差分動きベクトル群に基づいて
サーチウインドウの移動開始位置が決定されるようにし
てもよい。
ベクトルＭＭＶに基づいてサーチウインドウの移動開始
位置が決定されているが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、現フレーム上で予測対象マクロブロックの動
きベクトルについての差分値を算出すべき元となる、様
々な方式で算出される被差分動きベクトル群に基づいて
サーチウインドウの移動開始位置が決定されるようにし
てもよい。
【００６０】また、縮小サーチが実行されるマクロブロ
ックとフルサーチが実行されるマクロブロックの区分け
は、被差分動きベクトル群の算出方式に応じて適宜変更
してもよい。
ックとフルサーチが実行されるマクロブロックの区分け
は、被差分動きベクトル群の算出方式に応じて適宜変更
してもよい。
【００６１】
【発明の効果】本発明の第１の態様によれば、隣接マク
ロブロック間での動きベクトルのばらつきをより小さく
しその符号化効率を高めることが可能となる。
ロブロック間での動きベクトルのばらつきをより小さく
しその符号化効率を高めることが可能となる。
【００６２】本発明の第２の態様によれば、予め明確に
分離されたマクロブロックの位置に応じてサーチウイン
ドウの所定の移動開始位置を決定する方式が選択される
ため、これらの方式を切り替えるためのロジックは、単
にマクロブロックのカウント値を判定するだけの非常に
単純なものとなり、そのためのハードウエアロジックの
規模を非常に小さいものにすることができ、ＬＳＩ化も
容易となる。
分離されたマクロブロックの位置に応じてサーチウイン
ドウの所定の移動開始位置を決定する方式が選択される
ため、これらの方式を切り替えるためのロジックは、単
にマクロブロックのカウント値を判定するだけの非常に
単純なものとなり、そのためのハードウエアロジックの
規模を非常に小さいものにすることができ、ＬＳＩ化も
容易となる。
【００６３】本発明の第３の態様によれば、予め明確に
分離されたマクロブロックの位置に応じてサーチ範囲を
適切に制御することができ、動きベクトルを算出するた
めの演算量を最適に削減することが可能となる。
分離されたマクロブロックの位置に応じてサーチ範囲を
適切に制御することができ、動きベクトルを算出するた
めの演算量を最適に削減することが可能となる。
【図１】本実施の形態において動きベクトルを符号化す
るマクロブロックの順序を示す図である。
るマクロブロックの順序を示す図である。
【図２】現動きベクトルＭＶの算出方法を示す図であ
る。
る。
【図３】本実施の形態における各動きベクトルの関係を
示す図である。
示す図である。
【図４】フルサーチが実行されるマクロブロックと縮小
サーチが実行されるマクロブロックとの関係を示す図で
ある。
サーチが実行されるマクロブロックとの関係を示す図で
ある。
【図５】本発明の実施の形態の全体構成図である。
【図６】ＭＣ検出部の構成図である。
【図７】動き補償処理の原理説明図である。
【図８】サーチウインドウの説明図である。
５０１ ＭＣ検出部 ５０２ マクロブロックカウンタ ５０３ レンジ判断部 ５０４ ＭＭＶ検出部 ５０５ 第１レンジ識別信号 ５０６ 第２レンジ識別信号 ５０７ 出力ベクトル ６０１ ｘカウンタ ６０２ ｙカウンタ ６０３ ＭＣＨセットアップ ６０４ 位置検出器 ６０５ フレームメモリ ６０６ 参照ブロックレジスタ ６０７ 入力ブロックレジスタ ６０８ 並列減算器 ６０９ 並列絶対値演算器 ６１０ 絶対値歪検出器 ６１１ 最小歪出力ベクトル検出器 ６１２ ｘラッチ ６１３ ｙラッチ
Claims (8)
- 【請求項１】 参照フレームにおいて、現フレーム上の
予測対象部分画像と同じ大きさを有するサーチウインド
ウを、該サーチウインドウの所定の移動開始位置を中心
位置として所定のサーチ範囲内で移動させながら、各移
動位置毎に前記サーチウインドウ内の前記参照フレーム
上の部分画像と前記現フレーム上の予測対象部分画像と
の誤差を計算し、前記サーチウインドウの所定の移動開
始位置を原点とし前記誤差が最小であった移動位置を終
点とするベクトルを動きベクトルとして検出する動きベ
クトル検出装置において、 現フレーム上で予測対象マクロブロックの動きベクトル
についての差分値を算出すべき元となる被差分動きベク
トル群に基づいて前記サーチウインドウの所定の移動開
始位置を決定するサーチウインドウ移動開始位置決定手
段を有する、 ことを特徴とする動きベクトル検出装置。 - 【請求項２】 参照フレームにおいて、現フレーム上の
予測対象部分画像と同じ大きさを有するサーチウインド
ウを、該サーチウインドウの所定の移動開始位置を中心
位置として所定のサーチ範囲内で移動させながら、各移
動位置毎に前記サーチウインドウ内の前記参照フレーム
上の部分画像と前記現フレーム上の予測対象部分画像と
の誤差を計算し、前記サーチウインドウの所定の移動開
始位置を原点とし前記誤差が最小であった移動位置を終
点とするベクトルを動きベクトルとして検出する動きベ
クトル検出装置において、 前記現フレーム上の予測対象部分画像を予め区分する区
分手段と、 該区分手段によって区分される予測対象部分画像毎に、
異なる方式に基づいて前記サーチウインドウの所定の移
動開始位置を決定するサーチウインドウ移動開始位置決
定手段を有する、 ことを特徴とする動きベクトル検出装置。 - 【請求項３】 前記サーチウインドウ移動開始位置決定
手段は、前記区分手段によって区分される１つの区分に
おける予測対象部分画像について、現フレーム上で予測
対象マクロブロックの動きベクトルについての差分値を
算出すべき元となる被差分動きベクトル群に基づいて前
記サーチウインドウの所定の移動開始位置を決定する、 ことを特徴とする請求項２に記載の動きベクトル検出装
置。 - 【請求項４】 前記区分手段によって区分される予測対
象部分画像毎に、異なる前記所定のサーチ範囲を決定す
るサーチ範囲決定手段を更に有する、 ことを特徴とする請求項２又は３の何れか１項に記載の
動きベクトル検出装置。 - 【請求項５】 参照フレームにおいて、現フレーム上の
予測対象部分画像と同じ大きさを有するサーチウインド
ウを、該サーチウインドウの所定の移動開始位置を中心
位置として所定のサーチ範囲内で移動させながら、各移
動位置毎に前記サーチウインドウ内の前記参照フレーム
上の部分画像と前記現フレーム上の予測対象部分画像と
の誤差を計算し、前記サーチウインドウの所定の移動開
始位置を原点とし前記誤差が最小であった移動位置を終
点とするベクトルを動きベクトルとして検出する動きベ
クトル検出方法において、 現フレーム上で予測対象マクロブロックの動きベクトル
についての差分値を算出すべき元となる被差分動きベク
トル群に基づいて前記サーチウインドウの所定の移動開
始位置を決定する、 過程を含むことを特徴とする動きベクトル検出方法。 - 【請求項６】 参照フレームにおいて、現フレーム上の
予測対象部分画像と同じ大きさを有するサーチウインド
ウを、該サーチウインドウの所定の移動開始位置を中心
位置として所定のサーチ範囲内で移動させながら、各移
動位置毎に前記サーチウインドウ内の前記参照フレーム
上の部分画像と前記現フレーム上の予測対象部分画像と
の誤差を計算し、前記サーチウインドウの所定の移動開
始位置を原点とし前記誤差が最小であった移動位置を終
点とするベクトルを動きベクトルとして検出する動きベ
クトル検出方法において、 前記現フレーム上の予測対象部分画像を予め区分し、 該区分される予測対象部分画像毎に、異なる方式に基づ
いて前記サーチウインドウの所定の移動開始位置を決定
する、 過程を含むことを特徴とする動きベクトル検出方法。 - 【請求項７】 前記サーチウインドウ移動開始位置を決
定する過程は、前記区分される１つの区分における予測
対象部分画像について、現フレーム上で予測対象マクロ
ブロックの動きベクトルについての差分値を算出すべき
元となる被差分動きベクトル群に基づいて前記サーチウ
インドウの所定の移動開始位置を決定する過程を含む、 ことを特徴とする請求項６に記載の動きベクトル検出方
法。 - 【請求項８】 前記区分される予測対象部分画像毎に、
異なる前記所定のサーチ範囲を決定する、 ことを特徴とする請求項６又は７の何れか１項に記載の
動きベクトル検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33754195A JPH09182078A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33754195A JPH09182078A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182078A true JPH09182078A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18309632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33754195A Pending JPH09182078A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09182078A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7248286B2 (en) * | 2001-10-29 | 2007-07-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for controlling a camera using a video compression algorithm |
| GB2497812A (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-26 | Canon Kk | Motion estimation with motion vector predictor list |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP33754195A patent/JPH09182078A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7248286B2 (en) * | 2001-10-29 | 2007-07-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for controlling a camera using a video compression algorithm |
| GB2497812A (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-26 | Canon Kk | Motion estimation with motion vector predictor list |
| GB2497812B (en) * | 2011-12-22 | 2015-03-04 | Canon Kk | Motion estimation with motion vector predictor list |
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