JPH09233477A - 動きベクトル生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｆ₁およびＦ₂パリティの画像を有する動画に
おいてピクチャ間ビデオ圧縮のための動きベクトルを生
成する方法を提供する。 【解決手段】 現行ピクチャのパリティ・フィールド内
のマクロブロックを定義し、同一または反対パリティの
先行フィールドを探索し、第１の最善一致マクロブロッ
クを検出する。そして、現行パリティ・フィールド内の
現行マクロブロックから先行パリティ・フィールド内の
第１の最善一致マクロブロックまでのベクトルを形成
し、このベクトルを反対パリティ・フィールド内の第２
の２重基本マクロブロックを参照するようにスケーリン
グする。次に、第１の最善一致マクロブロックと、２重
基本探索ウィンドウ内の１組の第２の２重基本マクロブ
ロックとの平均が取られ、最善一致２重基本マクロブロ
ックを決定するために探索ウィンドウが探索され、適切
な２重基本動きベクトルと差動動きベクトル（ｄｍｖ）
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル視覚画
像の圧縮に関し、より具体的には、時間圧縮、すなわ
ち、ピクチャ間の冗長性に関する。動きベクトルの使用
により、ピクチャ間の冗長性が低減されるか、または解
消される。

【０００２】

【従来の技術】この１０年間、世界中に及ぶ電子通信シ
ステムの出現により、情報の送受信を可能にする方法が
強化されてきた。特に、リアルタイム・ビデオおよびオ
ーディオ・システムの諸機能は、近年、非常に改善され
てきた。ビデオオンデマンドやテレビ会議などのサービ
スを加入者に提供するため、膨大な量のネットワーク帯
域幅が必要になっている。事実、ネットワーク帯域幅が
このようなシステムの有効性を阻害する主な原因になっ
ている場合が多い。

【０００３】ネットワークによって課せられた制約を克
服するため、圧縮システムが現れた。このようなシステ
ムは、ピクチャ・シーケンス内の冗長性を除去すること
によって、伝送しなければならないビデオおよびオーデ
ィオ・データの量を削減するものである。受信端では、
ピクチャ・シーケンスが圧縮解除され、リアルタイムで
表示することもできる。

【０００４】新たなビデオ圧縮規格の一例は、Moving P
icture Experts Group（「ＭＰＥＧ」）規格である。こ
のＭＰＥＧ規格では、所与の１つのピクチャ内と、複数
のピクチャ間の両方について、ビデオ圧縮が定義されて
いる。１つのピクチャ内のビデオ圧縮は、離散余弦変
換、量子化、可変長コーディング、ハフマン・コーディ
ングによってディジタル画像を時間ドメインから周波数
ドメインに変換することにより行われる。複数のピクチ
ャ間の圧縮は、動き補償と呼ばれるプロセスにより行わ
れるが、そのプロセスでは、動きベクトルを使用して、
あるピクチャから別のピクチャへの１組の画素（ペル）
の変換を記述する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
効率よく画像を再構築（圧縮解除）するのに使用可能な
高速で効率のよい動き推定（時間圧縮）を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記およびその
他の目的は、Ｆ₁およびＦ₂パリティの画像を有する動画
におけるピクチャ間ビデオ圧縮のために動きベクトルを
生成する方法により達成される。この動きベクトルは、
現行フィールド・マクロブロックから過去のフィールド
・マクロブロックまで伸びている。本発明の方法は、現
行フィールド内の現行マクロブロックから始まる。探索
はまず、先行フィールドを探索することによって時間を
遡って続行され、先行ピクチャ内の第１の最善一致マク
ロブロックを検出する。

【０００７】ここで使用する「基準ＭＢ」または「基準
マクロブロック」とは、非２重基本探索ウィンドウ内の
最善一致を表す前のピクチャからの実マクロブロック
（ＭＢ）意味する。本発明の方法により、ベクトルは、
現行フィールド内の現行マクロブロックから先行フィー
ルド内の最善一致マクロブロックまで伸びて形成されて
いる。このベクトルは、それが別のマクロブロック、す
なわち、基準マクロブロックに対してパリティ・フィー
ルドが反対の第２のまたは「２重基本基準」（ＤＰＲ）
マクロブロックを意味するようにスケーリングされてい
る。スケーリングされたベクトルは、「２重基本動作ベ
クトル」（ＤＰＭＶ）と呼ぶ。

【０００８】基準マクロブロックで平均化された１組の
２重基本基準マクロブロック（ＤＰＲ ＭＢ）位置を使
用して探索が行われる。この１組の平均化されたマクロ
ブロックは、「仮想」または「２重基本」マクロブロッ
クと呼ぶこともできる。最善一致２重基本マクロブロッ
クは、現行マクロブロックと比較したときに生成される
最小絶対差エラーに基づいて選択される。結合事象で
は、最善一致２重基本マクロブロックの位置が、その差
動動きベクトル（ｄｍｖ）が最も効率よく符号化される
ものであると、決定される。

【０００９】本明細書に添付した図面を参照すれば、本
発明をより明確に理解できるだろう。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、ＭＰＥＧおよびＨＤＴ
Ｖ適合エンコーダと、符号化プロセスとに関する。この
エンコーダが実行する符号化機能は、データ入力と、動
き推定と、マクロブロック・モード生成と、データ再構
築と、エントロピ・コーディングと、データ出力とを含
む。動き推定および補償は時間圧縮機能である。これ
は、計算要件が高い反復機能であり、逆離散余弦変換、
逆量子化、動き補償など、集中的な再構築処理を含む。

【００１１】より具体的には、本発明は、動き推定、補
償、予測に関し、さらに具体的には、動きベクトルの計
算に関する。動き補償では、現行ピクチャをブロック、
たとえば、マクロブロックに分割し、次に事前に伝送し
たピクチャ内を探索して同様の内容の近隣ブロックを探
すことにより、時間的冗長性を活用する。実際には、現
行ブロック・ペルと基準ピクチャから抽出した予測ブロ
ック・ペルとの差だけが伝送用に圧縮され、その後、伝
送される。

【００１２】動き補償および予測の最も単純な方法は、
「Ｉ」ピクチャ内のすべてのピクセルの輝度とクロミナ
ンス、すなわち、強度と色を記録し、次に後続ピクチャ
内のすべての特定のピクセルの輝度とクロミナンス、す
なわち、強度と色の変化を記録することである。しか
し、これは、伝送媒体帯域幅、メモリ、プロセッサ容
量、処理時間の点で不経済である。というのは、物体は
ピクチャ間で移動する、すなわち、ピクセル内容は１つ
のピクチャ内の１つの位置から後続ピクチャ内の別の位
置に移動するからである。より進んだ考え方としては、
直前のピクチャを使用して、たとえば、動きベクトルに
よって１ブロック分のピクセルが後続ピクチャ（複数も
可）内のどこに入るかを予測し、その結果を「予測ピク
チャ」または「Ｐ」ピクチャとして書き込む方法があ
る。より具体的には、これは、ｉ＋１番目のピクチャの
複数のピクセルまたはそのピクセルのマクロブロックが
ｉ番目のピクチャ内のどこに入るかという最善推定また
は予測を含む。さらにもう１つのステップは、後続ピク
チャと直前ピクチャの両方を使用して、１ブロック分の
ピクセルが中間ピクチャまたは「Ｂ」ピクチャ内のどこ
に入るかを予測することである。

【００１３】ピクチャ符号化順序およびピクチャ伝送順
序は必ずしもピクチャ表示順序と一致しないことに留意
されたい。図２を参照されたい。Ｉ−Ｐ−Ｂシステムの
場合、入力ピクチャ伝送順序は符号化順序とは異なるの
で、入力ピクチャは符号化に使用するまで一時的に格納
する必要がある。したがって、この入力を使用するまで
バッファがそれを格納する。

【００１４】例示のため、ＭＰＥＧ適合符号化の汎用流
れ図を図１に示す。この流れ図では、ｉ番目のピクチャ
とｉ＋１番目のピクチャの画像を処理して、動きベクト
ルを生成する。動きベクトルにより、１マクロブロック
分のピクセルが直前または後続ピクチャ内のどこに入る
かを予測する。完全画像の代わりに動きベクトルを使用
することは、ＭＰＥＧおよびＨＤＴＶ規格の時間圧縮の
重要な態様の１つである。図１に示すように、生成した
動きベクトルは、ｉ番目のピクチャからｉ＋１番目のピ
クチャへのマクロブロックのピクセルの変換に使用す
る。

【００１５】図１に示すように、符号化プロセスでは、
ｉ番目のピクチャとｉ＋１番目のピクチャの画像をエン
コーダ１１で処理し、たとえば、ｉ＋１番目のピクチャ
と後続ピクチャを符号化し伝送する際の形式である動き
ベクトルを生成する。後続ピクチャの入力画像１１１Ｘ
は、エンコーダの動き推定ユニット４３に移行する。動
きベクトル１１３は動き推定ユニット４３の出力として
形成される。これらのベクトルは、動き補償ユニット４
１が使用し、このユニットによる出力のために、「基
準」データというマクロブロック・データを直前または
今後のピクチャから取り出す。動き補償ユニット４１の
一方の出力と、動き推定ユニット４３からの出力との差
が計算され、離散余弦変換器２１の入力に移行する。離
散余弦変換器２１の出力は量子化器２３で量子化され
る。量子化器２３の出力は２つの出力、１２１と１３１
に分割され、一方の出力１２１は伝送前にさらに圧縮し
処理するためにラン・レングス・エンコーダなどのダウ
ンストリーム要素２５に移行し、もう一方の出力１３１
はフレーム・メモリ４２に格納するために符号化したマ
クロブロック分のピクセルの再構築が行われる。例示の
ために図示したエンコーダでは、この第２の出力１３１
は逆量子化２９と逆離散余弦変換３１が行われ、差マク
ロブロックの損失バージョンを返す。このデータは、動
き補償ユニット４１の出力と加算され、元のピクチャの
損失バージョンをフレーム・メモリ４２に返す。

【００１６】図２に示すように、ピクチャには３種類の
タイプがある。「イントラ・ピクチャ」すなわち「Ｉ」
ピクチャは、全面的に符号化し伝送されるもので、動き
ベクトルを定義する必要はない。このような「Ｉ」ピク
チャは、動きベクトルの発生源として機能する。次に、
「予測ピクチャ」すなわち「Ｐ」ピクチャは、直前ピク
チャからの動きベクトルによって形成されるもので、他
のピクチャのための動きベクトルの発生源として機能す
ることができる。最後に、「双方向ピクチャ」すなわち
「Ｂ」ピクチャは、他の２つのピクチャ、すなわち、一
方は過去のピクチャでもう一方は今後のピクチャからの
動きベクトルによって形成されるもので、動きベクトル
の発生源として機能することはできない。動きベクトル
は「Ｉ」ピクチャおよび「Ｐ」ピクチャから生成され、
「Ｐ」ピクチャおよび「Ｂ」ピクチャを形成するために
使用する。

【００１７】図３に示す、動き推定を実行する方法は、
ｉ＋１番目のピクチャのマクロブロック２１１から直前
ピクチャの領域全体にわたって探索し、最善一致マクロ
ブロック２１３を検出する方法である（２１１'は２１
１と同じ位置であるが直前ピクチャ内である）。このよ
うにしてマクロブロックを変換すると、図４に示すよう
に、ｉ＋１番目のピクチャ用のマクロブロックのパター
ンが得られる。このため、ｉ番目のピクチャは、たとえ
ば、動きベクトルと差データにより、わずかに変化して
ｉ＋１番目のピクチャを生成する。符号化されるのは、
動きベクトルと差データであって、ｉ＋１番目のピクチ
ャそのものではない。動きベクトルはピクチャごとの画
像の位置を変換し、差データはクロミナンス、輝度、彩
度の変化、すなわち、色と明るさの変化を伝える。

【００１８】図３に戻ると、ｉピクチャ２１１'内でｉ
＋１番目のピクチャ２１１Ｘと同じ位置から始めること
により、良好な一致を探す。探索ウィンドウはｉ番目の
ピクチャに作成される。この探索ウィンドウ内で最善一
致を探索する。検出後、マクロブロック用の最善一致動
きベクトルがコード化される。最善一致マクロブロック
のコーディングは、動きベクトル、すなわち、次のピク
チャで変位している最善一致であるｙ方向のピクセル数
とｘ方向のピクセル数とを含む。また、現行マクロブロ
ックと最善一致基準マクロブロックとのクロミナンスと
輝度の差である、「予測エラー」とも呼ばれる差データ
も符号化される。

【００１９】２重基本動き推定 本発明の２重基本方法は、予測ベクトル、すなわち、動
きベクトルと差を生成するために動き推定用の最善一致
ブロックに到達するためのより洗練された方法であり、
潜在的にさらに時間圧縮が行われる可能性がある。動き
推定の２重基本方法では、２つの過去の基準マクロブロ
ックを使用して、仮想過去基準マクロブロックを導出す
る。２重基本動き推定の中心にあるのは、最善一致マク
ロブロックは２つの過去基準ピクチャ、すなわち、２つ
のフィールドの平均から得られるという観察結果であ
る。このため、２重基本方法では、ピクチャの両方のパ
リティＦ₁およびＦ₂を使用し、それらの直線補間を取っ
て時間的に振り返り、最善一致マクロブロックを検出
し、動きベクトルと差データを符号化する。このため、
マクロブロック全体ではなく、ベクトルと差データだけ
が符号化される。

【００２０】ＭＰＥＧ２規格で定義されるようにフィー
ルド・ピクチャ用の２重基本動き補償では、デコーダ
は、同一パリティ・フィールド内の第１の基準マクロブ
ロックへのベクトルから開始し、半分だけそのベクトル
をスケーリングし、小さい差動動きベクトル（ｄｍｖ）
を追加して、反対パリティ・フィールドの第２の基準マ
クロブロックを識別する。この２つの基準マクロブロッ
クをまとめて平均化すると、動き補償のための予測マク
ロブロックが得られる。

【００２１】ここで記述する動き推定の２重基本方法
は、動きベクトルを生成する方法を含む。動きベクトル
は、Ｆ₁およびＦ₂パリティの画像を有する動画における
ピクチャ間ビデオ圧縮のために現行フィールド内のマク
ロブロックから過去フィールド内のマクロブロックを指
し示す。この方法の第１のステップは、現行ピクチャの
パリティ・フィールド内のマクロブロックを定義するこ
とである。次に、同一パリティまたは反対パリティの先
行フィールドを探索し、先行フィールド内の第１の最善
一致マクロブロックを検出する。最善一致マクロブロッ
クが見つかると、現行パリティ・フィールド内の現行マ
クロブロックから先行パリティ・フィールド内の第１の
最善一致マクロブロックへのベクトルが形成される。こ
のベクトルは、それが反対パリティ・フィールド、すな
わち、２重基本探索ウィンドウの中心を定義する第１の
最善一致マクロブロックに対して反対パリティのパリテ
ィー・フィールド内の第２の２重基本マクロブロックを
参照するようにスケーリングされる。次に、第１の最善
一致マクロブロックと２重基本探索ウィンドウ内の１組
の第２の２重基本マクロブロックとの平均が取られ、探
索ウィンドウを探索して最善一致２重基本マクロブロッ
クが決定される。この探索は、一般に、１平方ピクセル
の２重基本探索ウィンドウ内の半ピクセル位置で行われ
る。適切な２重基本動きベクトルと差動動きベクトル
（ｄｍｖ）が形成される。これらは、第１の最善一致マ
クロブロックと最善一致２重基本マクロブロックの両方
を指し示す動きベクトルである。

【００２２】通常、第１の最善一致マクロブロックは現
行マクロブロックからｄ個のピクセル分だけ変位してお
り、第２の最善一致マクロブロックは現行マクロブロッ
クからｄ／２個、３ｄ／２個、または２ｄ個のピクセル
分だけ変位している。通常、最善一致２重基本マクロブ
ロックの探索は、１平方ピクセル探索域内で行われるの
で、９ポイント探索である。

【００２３】図５に移行すると、同図には、最善一致を
検出するために反対パリティ・フィールドの探索による
フィールド・ピクチャの２重基本方法が示されている。
同図に示すように、現行マクロブロックと同じパリティ
・フィールドのピクセルＲから始まり、現行マクロブロ
ックからｄ個のピクセル分だけ変位している基準マクロ
ブロックにより、基本動きベクトルが得られる。次に、
ベクトルｄが１／２だけスケーリングされるが、これ
は、その位置が９ポイント２重基本探索ウィンドウの中
心を定義する、反対パリティ・フィールド内のマクロブ
ロック位置を識別するものである。次に、同一パリティ
基準マクロブロックと９個の反対パリティ基準マクロブ
ロックのそれぞれとの平均を１組の「２重基本」基準マ
クロブロックとして使用して、２重基本探索動作が行わ
れる。この探索によって得られる最善一致２重基本結果
は、それに関連する２つの動きベクトルならびに差マク
ロブロックを有し、そのすべてがＭＰＥＧ２規格に応じ
て直接符号化することができる。２つの動きベクトルは
ｄであり、同一パリティ基準フィールドを指し示す動き
ベクトルと、最善一致２重基本結果を計算するために使
用する反対パリティ・フィールド・マクロブロックの２
重基本探索ウィンドウの中心から半ピクセル分の変位を
行う差動動きベクトル（ｄｍｖ）である。

【００２４】本発明は、マイクロコードとハードウェア
を使用してエンコーダ内で２重基本動き推定を実行する
ための効率がよくフレキシブルなシステムを含む。開示
している環境では、マイクロコードを使用して、ＭＰＥ
Ｇ規格によって指定されている動きベクトル・スケーリ
ング動作を実行する。このような計算の結果、２重基本
探索ウィンドウのサイズを決定し、探索ウィンドウに関
連する必須の２重基本基準データを取り出し、２重基本
動き推定計算を実行し、動き推定および符号化の効率と
いう点で最善一致をもたらすような計算とそれに対応す
る位置とを選択するために、システムが使用するセット
アップ・パラメータが得られる。

【００２５】本発明の好ましい実施例のマイクロコード
には、基準データ動きベクトルが設けられ、そのベクト
ルは、所与の現行ＭＢ位置に関する最善一致基準マクロ
・ブロック（ＭＢ）データの位置を特定するものであ
る。また、マイクロコードには、水平および垂直ピクチ
ャ・サイズに加え、ピクチャ構造がフレームであるかフ
ィールドであるかも設けられている。

【００２６】マイクロコードが実行する第１のステップ
は、基準データ動きベクトルをスケーリングし、ピクチ
ャ構造がフィールドであるかフレームであるかに応じて
１つまたは２つの２重基本データ動きベクトルをそれぞ
れ生成することである。フィールド構造化ピクチャの場
合、マイクロコードは、２つの方法のいずれかで基準デ
ータ動きベクトルをスケーリングできる柔軟性を備えて
いる。第１の方法は、ＭＰＥＧ規格に記載された簡単な
方法を表し、その最善一致基準ＭＢは現行ＭＢと同一パ
リティのものである。図５に示すように、最善一致基準
ＭＢの開始位置Ｒを指し示す基準データ動きベクトルｓ
ｐｍｖは、動きベクトルｏｐｍｖが表す係数０．５によ
ってスケーリングされる。スケーリングしたこの動きベ
クトルは、２重基本データ動きベクトルを表し、２重基
本基準データの開始位置ＤＰＲを指し示す。この位置
は、現行ＭＢと基準ＭＢの両方に対して反対パリティの
ものであり、２重基本動き推定の最善一致を求めて探索
可能な１平方ペルのウィンドウの中心を表す。

【００２７】フィールド構造化ピクチャの場合にマイク
ロコードによって基準データ動きベクトルのスケーリン
グが可能な第２の方法は、現行ＭＢに対して反対パリテ
ィの最善一致基準ＭＢが得られるという点で新規なもの
である。図６に示すように、基準データ動きベクトルｏ
ｐｍｖは、最善一致基準ＭＢの開始位置Ｒを指し示し、
動きベクトルｓｐｍｖが表す係数２によってスケーリン
グされる。スケーリングしたこの動きベクトルは、２重
基本データ動きベクトルを表し、２重基本基準データの
開始位置ＤＰＲを指し示す。この位置は、現行ＭＢに対
しては同一パリティであるが基準ＭＢに対しては反対パ
リティのものであり、２重基本動き推定の最善一致を求
めて探索可能な４平方ペルのウィンドウの中心を表す。

【００２８】後者の方法を使用する場合、最善一致基準
ＭＢと、２重基本探索ウィンドウの中心に位置する２重
基本基準ＭＢデータの位置のパリティが前者の方法に対
して反対になっていることに留意されたい。この状況で
最善一致が得られるように２重基本動き推定を検出した
場合、符号化した動きベクトルは、最善一致基準ＭＢの
パリティが現行ＭＢのパリティと同じであることを反映
していなければならない。これには、後者の方法を使っ
て導出した動きベクトルをマイクロコードで適切なフォ
ーマットに変換する必要がある。

【００２９】フィールド構造化ピクチャの２重基本動き
推定に関連する符号化動きベクトルを計算するため、Ｍ
ＰＥＧ規格では以下の式が定義されている。

【００３０】２重基本式 OP_HMV=(SP_HMV*M)//2+HDMV OP_VMV=(SP_VMV*M)//2+E+VDMV 式中 OP_HMV=反対パリティ水平動きベクトル OP_VMV=反対パリティ垂直動きベクトル SP_HMV=同一パリティ水平動きベクトル SP_VMV=同一パリティ垂直動きベクトル HDMV=水平差動動きベクトル（値＝−１、０、＋１） VDMV=垂直差動動きベクトル（値＝−１、０、＋１） M=２つのフィールド間のフィールド距離。これは、フィ
ールド間の時間間隔に基づいて動きベクトルをスケーリ
ングするのに使用する。（値＝１、３） E=上部フィールドと下部フィールドとの間の垂直シフト
を反映するための矯正（OP_VMVが上部フィールドから下
部フィールドに移行する場合はｅ＝−１、OP_VMVが下部
フィールドから上部フィールドに移行する場合はｅ＝＋
１） //＝０から最も近い整数までの丸めを伴う除算を示す。 すべてのベクトルは、１／２ペル表記で指定する。

【００３１】これらの式は、同一パリティ動きベクトル
から反対パリティ動きベクトルを計算するために使用す
る。フィールド・ピクチャの場合、基準フィールドが探
索中の現行フィールドに対して同一パリティのものであ
ると、マイクロコードは動きベクトル（SP_HMV、SP_VM
V）を直接受け取ることになる。次に、マイクロコード
は上記の式を使用して、現行フィールドの直前にある反
対パリティ・フィールドを指し示す反対パリティ動きベ
クトル（OP_HMV、OP_VMV）を計算する。（OP_VMV、OP_H
MV）を計算するため、マイクロコードはすべてのフィー
ルド・ピクチャについてｍ＝１を使用し、差動動きベク
トル（HDMV、VDMV）を０に設定する。Ｅは、現行フィー
ルドが上部フィールド（Ｆ₁）であるか下部フィールド
（Ｆ₂）であるかに基づいて設定される。次に、システ
ムはこの位置の周りの１平方ペルの距離を探索し、最善
予測を見つけだす。最善一致予測の位置は、差動動きベ
クトル（HDMV、VDMV）を使ってハードウェアが指定す
る。

【００３２】フィールド・ピクチャの特殊な場合、基準
フィールドが探索中の現行フィールドに対して反対パリ
ティのものであると、マイクロコードは反対パリティ動
きベクトル（OP_HMV、OP_VMV）を受け取ることになる。
次に、以下に示すように、同一パリティ動きベクトルに
ついて２重基本式を解く必要がある。

【００３３】逆２重基本式（フィールド・ピクチャの場
合、Ｍ＝１） SP_HMV=2*OP_HMV-2*HDMV SP_VMV=2*OP_VMV-2*E-2*VDMV 式中 OP_HMV=反対パリティ水平動きベクトル OP_VMV=反対パリティ垂直動きベクトル SP_HMV=同一パリティ水平動きベクトル SP_VMV=同一パリティ垂直動きベクトル HDMV=水平差動動きベクトル（値＝−１、０、＋１） VDMV=垂直差動動きベクトル（値＝−１、０、＋１） M=２つのフィールド間のフィールド距離。これは、フィ
ールド間の時間間隔に基づいて動きベクトルをスケーリ
ングするのに使用する。（値＝１、３） E=上部フィールドと下部フィールドとの間の垂直シフト
を反映するための矯正（OP_VMVが上部フィールドから下
部フィールドに移行する場合はｅ＝−１）（OP_VMVが下
部フィールドから上部フィールドに移行する場合はｅ＝
＋１） すべてのベクトルは、１／２ペル表記で指定する。

【００３４】前のケースのように、マイクロコードは、
探索中の現行フィールドがＦ₁であるかＦ₂であるかに基
づいて、Ｍ＝１を使用し、（HDMV、VDMV）を０に設定
し、Ｅを設定する。したがって、次にマイクロコードに
よって同一パリティ動きベクトル（SP_HMV、SP_VMV）を
計算することができる。

【００３５】ハードウェア探索を実行する場合、HDMVお
よびVDMVについて返される許容値は−１／２と、０と、
＋１／２である。したがって、-2*HDMVおよび-2*VDMVと
いう項は−１、０、＋１になる。これは、有効な探索位
置が全ペル位置だけに存在する４平方ペルの探索ウィン
ドウに相当する。２重基本式で行われる丸めを理解する
ことによって、単純化が可能になる。この場合、４平方
ペル探索ウィンドウ内の各１／２ペル位置を使用する
と、２重基本動き推定を行うことができる。

【００３６】最善一致探索位置の識別後、以下の式を使
用して、新しい同一パリティ動きベクトル（SP_HMV'、S
P_VMV'）と差動動きベクトル（HDMV、VDMV）を導出する
ことができる。 SP_HMV'=SP_HMV+BM_HDMV SP_VMV'=SP_VMV+BM_VDMV HDMV=OP_HMV-(SP_HMV'//2) VDMV=OP_VMV-(SP_VMV'//2)-E 式中 SP_HMV=同一パリティ水平動きベクトル SP_VMV=同一パリティ垂直動きベクトル SP_HMV'=新しい同一パリティ水平動きベクトル SP_VMV'=新しい同一パリティ垂直動きベクトル OP_HMV=反対パリティ水平動きベクトル OP_VMV=反対パリティ垂直動きベクトル HDMV=水平差動動きベクトル（値＝−１、０、＋１） VDMV=垂直差動動きベクトル（値＝−１、０、＋１） BM_HDMV=最善一致水平差動動きベクトル（値＝−２、−
１、０、＋１、＋２） BM_VDMV=最善一致垂直差動動きベクトル（値＝−２、−
１、０、＋１、＋２） すべてのベクトルは、１／２ペル表記で指定する。

【００３７】丸めの項//によって、探索の１／２ペル位
置が有効になる。ベクトルの大きさを拡大するような１
／２ペル位置は、探索ウィンドウの中心点から離れるこ
とになる。ベクトルの大きさを縮小するような１／２ペ
ル位置は、探索ウィンドウの中心点に接近することにな
る。

【００３８】特殊な場合の有用性は、反対パリティ・フ
ィールドを最初に探索できることであり、これは、同一
パリティ・フィールドより時間的に接近しているので、
より良好な一致を生み出す可能性が高い。４平方ペル探
索域内で１／２ペル位置を探索する機能を有することに
より、１／２ペル２重基本探索を実行するために使用す
る同じ汎用ハードウェア（以下に定義する）を使用し
て、この特殊な場合の２重基本探索を実行することがで
きる。

【００３９】図６に示すように、９通りの可能な位置の
１つを使用すると、２重基本探索ウィンドウの中心を探
索ハードウェアに確認させることができるはずである。
２重基本探索を実行するためにマイクロコードが識別し
た実際の位置は、２重基本動きベクトルが指し示す位置
に対応する。この位置は、このベクトルに最も近い位置
にあるペルの探索を行うために選ばれたものである。

【００４０】この特殊な場合に１／２ペル探索ウィンド
ウのみを使用すると、以下に示すように（BM_HDMV、BM_
VDMV）から（HDMV、VDMV）を導出することができる。 SP_HMV=0 の場合、HDMV=-BM_HDMV SP_VMV=0 の場合、VDMV=-BM_VDMV SP_HMV>0 の場合、（BM_HDMV=+1）であれば、HDMV=-1 （BM_HDMV=-1または0）であれば、HDMV=0 SP_VMV>0 の場合、（BM_VDMV=+1）であれば、VDMV=-1 （BM_VDMV=-1または0）であれば、VDMV=0 SP_HMV<0 の場合、（BM_HDMV=-1）であれば、HDMV=+1 （BM_HDMV=+1または0）であれば、HDMV=0 SP_VMV<0 の場合、（BM_VDMV=-1）であれば、VDMV=+1 （BM_VDMV=+1または0）であれば、VDMV=0 式中 SP_HMV=同一パリティ水平動きベクトル SP_VMV=同一パリティ垂直動きベクトル HDMV=水平差動動きベクトル（値＝−１、０、＋１） VDMV=垂直差動動きベクトル（値＝−１、０、＋１） BM_HDMV=最善一致水平差動動きベクトル（値＝−２、−
１、０、＋１、＋２） BM_VDMV=最善一致垂直差動動きベクトル（値＝−２、−
１、０、＋１、＋２） すべてのベクトルは、１／２ペル表記で指定する。

【００４１】フレーム構造化ピクチャの場合、ＭＰＥＧ
規格によると、最善一致基準ＭＢの相対パリティは現行
ＭＢのものと一致しなければならない。この場合、基準
ＭＢを含む各パリティ・フィールドごとに１回ずつ、合
わせて２回の独立した動きベクトル・スケーリング動作
が行われる。図７に示すように、基準データ動きベクト
ルｓｐｍｖは、最善一致基準ＭＢの開始位置Ｒ'を指し
示し、動きベクトルｏｐｍｖ'が表す係数０．５によっ
てスケーリングされる。スケーリングしたこの動きベク
トルは、現行ＭＢの第１のフィールドの２重基本動きベ
クトルを表し、２重基本基準データの開始位置Ｒ"を指
し示す。また、基準データ動きベクトルｓｐｍｖは、最
善一致基準ＭＢの開始位置Ｒ"を指し示し、動きベクト
ルｏｐｍｖ"が表す係数１．５によってスケーリングさ
れる。スケーリングしたこの動きベクトルは、現行ＭＢ
の第２のフィールドの２重基本動きベクトルを表し、２
重基本基準データの開始位置ＤＰＲ"を指し示す。これ
らの位置は、現行ＭＢと基準ＭＢの両方に対して反対パ
リティのものであり、２重基本動き推定の最善一致を求
めて探索可能な１平方ペルのウィンドウの中心を表す。

【００４２】２重基本基準動きベクトル（複数も可）の
導出時に、ハードウェアが２重基本探索動作を実行でき
るようにマイクロコードは以下のデータを出力する。

【００４３】２重基本アドレスは、全ペルＤＰＲデータ
の取出し元である開始メモリ・アドレスを示す。

【００４４】２重基本全ペルＸ−Ｙポインタは、取出し
中のＤＰＲデータに関連する２重基本動きベクトルが、
ｘ（水平）次元とｙ（垂直）次元の両方について全ペル
を指し示すのかまたは半ペルを指し示すのかを示す。４
通りの条件（XFULL-YFULL、XFULL-YHALF、XHALF-YFUL
L、XHALF-YHALF）を表すことができるように、２つのビ
ットが定義される。

【００４５】２重基本エッジ検出は、取出し中のＤＰＲ
データに関連する２重基本動きベクトルが、１つのピク
チャ境界上に存在する位置を指し示すのかまたは複数の
ピクチャ境界上に存在する位置を指し示すのかを示す。
９通りの条件（境界交差なし（ＮＯＮＥ）、上部
（Ｔ）、下部（Ｂ）、左（Ｌ）、右（Ｒ）、左上（Ｔ
Ｌ）、左下（ＢＬ）、右上（ＴＲ）、右下（ＢＲ））を
表すことができるように、４つのビット（上部、下部、
左、右）が定義される。

【００４６】ただし、フレーム構造化ピクチャを符号化
するときに２回の独立した２重基本フィールド探索を行
えるように、システムはマイクロコードが出力する上記
の基準データを２組保持できるようになっていることに
留意されたい。

【００４７】マイクロコードが開始した２重基本探索を
システムが完了すると、マイクロコードが使用するため
に２つの結果が返される。これらは、最善一致２重基本
累積差とオフセット位置であり、以下に詳述する。最善
一致２重基本累積差値は、所与のＭＢの場合の最善非２
重基本結果と照らし合わせて比較され、マイクロコード
はハードウェアによる出力のために全体的な最善一致結
果を選択する。マイクロコードは、最善一致結果機構に
書き込むことにより、現行ＭＢと最善一致基準ＭＢの両
方を出力するようシステムに要求する。

【００４８】ハードウェアの諸機能 マイクロコードが２重基本動作を開始した後でシステム
が実行する第１のステップは、探索を実行するために取
り出すべきＤＰＲデータの量と、実行される２重基本探
索の実際の回数とを決定することである。ハードウェア
は、マイクロコードによって２重基本全ペルＸ−Ｙポイ
ンタ機構と２重基本エッジ検出機構に設定される値なら
びにピクチャ構造（すなわち、フィールドかフレーム
か）に基づいてこれらの量を両方とも導出する。表１に
より、ＤＰＲデータ取出しサイズと有効な２重基本探索
の回数の両方を決定するために使用する変換メカニズム
が得られる。この表は、特にその境界でビデオ・ピクチ
ャが構造化される様子を考慮した結果、得られるもので
ある。このようなピクチャの一例は図８に示す。

【表１】

【００４９】図８では、３通りのペル・タイプから構築
されるピクチャを示す。第１のタイプはＸで示すが、全
ペル位置と呼ぶものである。実ビデオ・ピクチャでは、
これは、実際に照射される表示位置である。残りのペル
・タイプは、隣接する全ペル位置を補間するかまたは平
均化することによって導出される。第２のペル・タイプ
はＯで示すが、半ペル位置と呼ぶものである。このペル
・タイプは、垂直ピクチャ平面内の隣接する２つの全ペ
ルを平均化することによって導出される垂直半ペルか、
または水平ピクチャ平面内の隣接する２つの全ペルを平
均化することによって導出される水平半ペルのいずれか
にさらに分割することができる。第３のペル・タイプは
Ｏ−Ｘで示すが、四半分ペル位置と呼ぶものであり、隣
接する４つの全ペルを平均化することによって導出され
る。これらの各ペル・タイプは、２重基本探索動作を実
行するために使用することができる。さらに、同図に
は、Ｔ（上部）、Ｂ（下部）、Ｌ（左）、Ｒ（右）とい
う組でピクチャ・エッジ位置を示す。

【００５０】図８に示すように、可能な２重基本探索の
回数は、２重基本エッジ検出機構が示すように２重基本
動きベクトルが交差するピクチャ境界の数に基づいて完
全に決定することができる。特に、いずれのピクチャ・
エッジ位置にも交差しないときには９個の２重基本探索
位置からなる最大セットが検査され、１つまたは２つの
ピクチャ・エッジ位置にそれぞれ交差するときには６個
または４個の２重基本探索位置が検査される。

【００５１】取出しサイズは３つの要素に基づいて決定
される。

【００５２】ピクチャ構造（フィールドまたはフレー
ム） 表１に示すように、フレーム構造化ピクチャに比べ、フ
ィールド構造化ピクチャを処理する場合には、取出しご
とに約２倍のＤＰＲデータが必要になる。これは、フィ
ールド構造化ピクチャＭＢが単一フィールド（Ｆ₁また
はＦ₂）のみから構成されるのに対し、フレーム構造化
ピクチャが２つのフィールド（Ｆ₁およびＦ₂）から構成
されることによるものである。２重基本動き推定はフィ
ールドを基礎とするので、フレーム構造化ピクチャを処
理する場合、所与の取出しのために垂直次元で半分のデ
ータだけを取り出す必要がある。しかし、２つのフィー
ルドが各ＭＢを構成するので、フィールド構造化ピクチ
ャに比べ、２倍の取出しが必要になる。したがって、フ
ィールドまたはフレームＭＢ全体の２重基本探索のため
に取り出すべきＤＰＲデータの総量はほぼ同じである。

【００５３】２重基本エッジ検出値 前述のように、実現可能な２重基本探索位置の最大数
は、２重基本動きベクトルが交差するエッジの数ととも
に減少する。探索の回数が減少するにつれて、探索動作
全体のために取り出すべきＤＰＲデータの量も減少す
る。したがって、取り出すべきＤＰＲデータの量は、交
差するエッジの数が増すにつれて減少する。

【００５４】２重基本全ペルＸ−Ｙポインタ値 前述のように、この機構の値は、２重基本動きベクトル
が参照するペルのタイプを決定する。XFULL-YFULLとい
う値は、全ペル位置が参照されることを意味し、XFULL-
YHALFまたはXHALF-YFULLという値は、垂直または水平半
ペル位置がそれぞれ参照されることを意味し、XHALF-YH
ALFという値は、四半分ペル位置が参照されることを意
味する。このペルは２重基本探索ウィンドウの中心点を
表し、有効な探索位置は、垂直ピクチャ平面と水平ピク
チャ平面の両方で最大＋／−半ペル分移動することによ
って検出することができる。取り出したすべてのＤＰＲ
データはピクチャ境界内に存在しなければならないの
で、２重基本動きベクトルが１つまたは複数のピクチャ
境界に交差すると所与の２重基本探索位置が除外され
る。

【００５５】図８に示すように、２重基本エッジ検出機
構と全ペルＸ−Ｙポインタ機構に含まれる値に基づい
て、１６個の固有の２重基本探索ウィンドウが定義され
る。点線によって囲まれているペル・セットは、２重基
本探索動作に関与するＤＰＲＭＢの開始位置を定義する
ものである。フィールド構造化ピクチャの場合、各ＤＰ
Ｒ ＭＢは、１６×１６のブロックとして構成された２
５６個のペルから構成される。フレーム構造化ピクチャ
の場合、２回の独立したＤＰＲ ＭＢ探索が行われ、そ
れぞれ１６×８のブロック構成の１２８個のペルを含
む。さらに、補間したペル探索位置が所与のペル・セッ
トの一番上の行または一番下の行に現れる場合、後で探
索される必要なＤＰＲ ＭＢデータを導出するために追
加の水平または垂直ＤＰＲデータを取り出す必要があ
る。一般に、表１に記載された項目から以下の式を導出
することができる。

【００５６】Y_FETCH=18-[YHALF+T+B+(8)(FRM_PIC)] X_FETCH=18-[XHALF+L+R]

【００５７】上記の式では、X_FETCHは取り出される行
当たりのペル数を表し、Y_FETCHは取り出される行数を
表し、XHALFは水平次元の２重基本動きベクトルが指し
示すのが半ペル位置であるか全ペル位置であるかを表し
（全ペルの場合は０、半ペルの場合は１）、YHALFは垂
直次元の２重基本動きベクトルが指し示すのが半ペル位
置であるか全ペル位置であるかを表し（全ペルの場合は
０、半ペルの場合は１）、Ｔは２重基本動きベクトルが
上部ピクチャ・エッジに突き当たるかどうかを表し（交
差しない場合は０、上部エッジと交差する場合は１）、
Ｂは２重基本動きベクトルが下部ピクチャ・エッジに突
き当たるかどうかを表し（交差しない場合は０、下部エ
ッジと交差する場合は１）、Ｌは２重基本動きベクトル
が左ピクチャ・エッジに突き当たるかどうかを表し（交
差しない場合は０、左エッジと交差する場合は１）、Ｒ
は２重基本動きベクトルが右ピクチャ・エッジに突き当
たるかどうかを表し（交差しない場合は０、右エッジと
交差する場合は１）、FRM_PICはピクチャ構造を示す
（フィールドの場合は０、フレームの場合は１）。

【００５８】取出しサイズを導出した後、現行ＭＢ、基
準ＭＢ、ＤＰＲデータをメモリから取り出し、２重基本
探索動作を開始する。所与の２重基本探索ウィンドウに
ついてすべての２重基本探索動作を実行するために、以
下のハードウェア・アルゴリズムが実施される。

【００５９】 /* 第１部−変数を初期設定する */ y_max=16; loop_cnt=1; do z=1 to 9 dp_accum(z)=0; end; if frm_pic then do y_max=8; loop_cnt=2; end; do loop=1 to loop_cnt /* 第２部−必要な現行、基準、ＤＰＲの各ＭＢデータを取り出す */ if^frm_pic then do fetch_mb(cmb); fetch_mb(rmb); fetch_mb(dpr); end; if frm_pic & (loop=1) then do fetch_f1(cmb); fetch_f1(rmb); fetch_f2(dpr); end; if frm_pic & (loop=2) then do fetch_f2(cmb); fetch_f2(rmb); fetch_f1(dpr); end; /* 第３部−２重基本探索動作を実行する */ do r=1 to max_search_num z=find_search_unit(r); do (y=1 to y_max) & (y'=dpr_y_offset(r) to dpr_y_offset(r)+y_max- 1) do (x=1 to 16) & (x'=dpr_x_offset(r) to dpr_x_offset(r)+15 ) if dpr_fp_search(r) then dpr_ave=dpr(x',y'); if dpr_hhp_search(r) then dpr_ave=dpr(x',y')+dpr(x'+1,y')]//2; if dpr_vhp_search(r) then dpr_ave=dpr(x',y')+dpr(x',y'+1)]//2; if dpr_qp_search(r) then dpr_ave=[dpr(x',y')+dpr(x'+1,y')+dpr(x',y'+1)+ dpr(x'+1,y'+1)]//4; dp_accum(z)=dp_accum(z)+|cmb(x,y)-([rmb(x,y)+dpr_av e]//2); end; end; end;

【００６０】上記のアルゴリズムは、３つの部分に分か
れている。

【００６１】（１）変数の初期設定 この部分では、アルゴリズムの残りの部分で必要な変数
を初期設定する。変数y_max（探索すべき行の最大数）
とloop_cnt（アルゴリズムを通るパスの数）は、ピクチ
ャ構造がフィールドかフレームかに応じて異なる初期設
定になる。フレーム・ピクチャの場合、前述のフィール
ド・ピクチャと比較すると、y_maxは２で割り、loop_cn
tには２を掛ける。さらに、dp_accum(1:9)というベクト
ルは、９回までの２重基本探索動作の結果を保持するた
めに使用するもので、０に初期設定される。

【００６２】（２）データの取出し この部分では、必要な現行ＭＢ（ｃｍｂ）、基準ＭＢ
（ｒｍｂ）、２重基本基準（ｄｐｒ）の各データをメモ
リから取り出す。必要な取出しを行うために３つのサー
ビスが用意されている。まず、fetch_mbは、必要なデー
タをＭＢフォーマットで取り出すために使用する。これ
は、行を段々に取り出す（すなわち、行のスキップは行
わない）データ取出しを意味する。このサービスは、ピ
クチャ構造がフィールドである場合に使用する。第２の
サービスfetch_F₁は、奇数行のデータだけを取り出す
（すなわち、偶数行はスキップする）ために使用する。
最後のサービスfetch_F₂は、偶数行のデータだけを取り
出す（すなわち、奇数行はスキップする）ために使用す
る。後者の２つのサービスは、ピクチャ構造がフレーム
である場合に使用する。ＭＰＥＧ規格に指定されている
ように、１つのフレーム・ピクチャの特定のフィールド
について２重基本探索動作を実行するために、現行ＭＢ
と基準ＭＢについては同一パリティ・フィールドが取り
出され、ＤＰＲデータについては反対パリティ・フィー
ルドが取り出される。

【００６３】（３）２重基本探索動作 アルゴリズムの最後の部分では、実際の２重基本探索動
作を実行する。変数max_search_numは、表１に定義した
ように、現行探索ウィンドウについて実行される探索の
回数を識別するものである。find_search_unitというサ
ービスは、現行２重基本ＭＢ探索動作のために使用する
適切な累算器を識別するために使用する。このサービス
により、フレーム構造化ピクチャで実行される２回の独
立したフィールド探索用の対応するウィンドウ・オフセ
ットが同一累算器に向けられることが保証される。この
目標を達成するため、find_search_unitは、所与の探索
ウィンドウについて２重基本動きベクトルが指し示す１
組のＤＰＲペル位置が累算器５による探索対象として割
り当てられるように構造化されている。この１組のＤＰ
Ｒペル位置は、この位置に対して左上、上、右上、左、
右、左下、下、右下であり、累算器１、２、３、４、
６、７、８、９による探索対象としてそれぞれ割り当て
られている。したがって、find_search_unitを呼び出す
ごとに、現在探索中の１組のペル位置に基づいて適切な
累算器番号が返される。

【００６４】変数ｙおよびｙ'は特定の行を識別するた
めに使用し、ｘおよびｘ'は現行／基準ＭＢおよびＤＰ
Ｒ ＭＢデータ内で探索中の行内の特定のペル位置を識
別するために使用する。変数ｙ'およびｘ'の一部として
２つの追加サービスが定義されている。これは、dpr_y_
offsetとdpr_x_offsetである。このルーチンは、現行２
重基本ＭＢ探索動作を実行するのに必要なＤＰＲデータ
にアクセスする、ｙピクチャ平面とｘピクチャ平面の両
方におけるＤＰＲデータ・オフセット値を返すために使
用する。

【００６５】実際の２重基本探索計算を実行する際の第
１のステップは、必要な適切なＤＰＲデータ値を決定す
ることである。この目的に使用する変数はdpr_aveであ
る。この変数に割り当てられる値は、必要な現行ＤＰＲ
ＭＢがそれぞれ半／四半分ペルから構成されるかまた
は全ペルで構成されるかに基づいて、補間（平均化）さ
れる場合もあれば、補間されない（全ペル値）場合もあ
る。現行２重基本探索動作で使用するＤＰＲペル・タイ
プを決定するために、４つの追加サービスが定義されて
いる。dpr_fp_search、dpr_hhp_search、dp_vhp_searc
h、dp_qp_searchの各ルーチンは、現行２重基本探索動
作用のＤＰＲペル・タイプが全ペルか、水平半ペルか、
垂直半ペルか、四半分ペルかをそれぞれ決定するもので
ある。ただし、ＭＰＥＧ規格に応じて、すべてのＤＰＲ
補間動作により、０からの丸めを伴う整数除算が指定さ
れることに留意されたい。

【００６６】２重基本探索計算を実行する際の最終ステ
ップは、現行ペル位置探索結果によって特定の累算器を
更新することである。加算される値は、現行ＭＢペル位
置cmb(x,y)と、補間したＤＰＲデータdpr_aveによる基
準ＭＢペル位置rmb(x,y)の補間との差の絶対値を表す。
探索中のＤＰＲ ＭＢを含む各ペル位置ごとに、この同
じプロセスが繰り返される。

【００６７】特定のＤＰＲ探索ウィンドウに対応するす
べての２重基本探索動作の実行後、２つの結果がマイク
ロコードに返される。

【００６８】最善一致２重基本累算差。この結果は、２
重基本探索動作を実行するために使用する１組の累算器
からの最小値に対応する。

【００６９】最善一致２重基本オフセット位置。この結
果は、差動動きベクトル（ｄｍｖ）と呼ばれる動きベク
トル・オフセットを表し、最小累算差に対応する。ｄｍ
ｖのｘ成分とｙ成分はどちらも−１／２ペルから＋１／
２ペルの範囲で大きさが変化し、どちらも元の２重基本
動きベクトルによって参照されるペル位置（すなわち、
２重基本探索ウィンドウの中心）に対応する原点に関し
て計算される。

【００７０】複数の２重基本探索位置によって同じ最小
結果が生まれる場合には、単一オフセット位置を選択す
るためのアルゴリズムを考案する必要がある。考案した
アルゴリズムは、動きベクトルの符号化の効率を最適化
するものである。ＭＰＥＧ規格により、ＤＰＲデータに
関連するｄｍｖは符号化された可変長である。この符号
化方式では、０ペルのｄｍｖ成分値は符号化ビットを１
つ必要とし、−１／２ペルと＋１／２ペルの値は符号化
ビットを２つ必要とする。最大２重基本探索ウィンドウ
・サイズの場合に符号化の効率を最適化するため、９個
の探索位置はまず、ｘおよびｙ両方のｄｍｖ成分を符号
化するのに必要なビットの総数に応じて３つのグループ
で優先順位を付けられる。図９は、９通りの可能な探索
位置ａ〜ｉを示し、位置ｅは２重基本探索ウィンドウの
中心に対応する。優先順位が最高のグループは、符号化
するのに必要なビット数が最小数（２）なので、位置ｅ
で構成される。次に優先順位が高いグループは、符号化
するのに必要なビット数が次に最小数（３）なので、位
置ｂ、ｄ、ｆ、ｈで構成される。優先順位が最低のグル
ープは、符号化するのに必要なビット数が最大数（４）
なので、位置ａ、ｃ、ｇ、ｉで構成される。ただし、優
先順位が低いグループ内では、ｄｍｖが選択される順序
は動きベクトル符号化の効率とは無関係であることに留
意されたい。これらの位置を図９に示した順序は、各グ
ループ内の優先順位に対応する。

【００７１】所与の好ましい実施例および具体例に関連
して本発明を説明してきたが、それにより本発明の範囲
を制限するものではなく、本明細書の特許請求の範囲に
よってのみ制限するものとする。

【００７２】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００７３】（１）Ｆ₁およびＦ₂パリティの画像を有す
る動画においてピクチャ間ビデオ圧縮のために現行フィ
ールド内のマクロブロックから過去のフィールド内のマ
クロブロックまでの動きベクトルを生成する方法におい
て、 ａ．現行ピクチャのパリティ・フィールド内のマクロブ
ロックを定義するステップと、 ｂ．同一パリティまたは反対パリティの先行フィールド
を探索し、前記先行フィールド内で第１の最善一致マク
ロブロックを検出するステップと、 ｃ．現行パリティ・フィールド内の現行マクロブロック
から前記先行パリティ・フィールド内の第１の最善一致
マクロブロックまでのベクトルを形成するステップと、 ｄ．２重基本探索ウィンドウの中心を定義する第１の最
善一致マクロブロックに関して反対パリティ・フィール
ド内の第２の２重基本マクロブロックを参照するよう
に、ステップｃ．で形成されたベクトルをスケーリング
するステップと、 ｅ．第１の最善一致マクロブロックと、２重基本探索ウ
ィンドウ内の１組の第２の２重基本マクロブロックとの
平均を取り、最善一致２重基本マクロブロックを決定す
るように探索するステップと、 ｆ．第１の最善一致マクロブロックと最善一致２重基本
マクロブロックの両方を指し示す、適切な２重基本動き
ベクトルと差動動きベクトル（ｄｍｖ）を形成するステ
ップとを含むことを特徴とする方法。 （２）第１の最善一致マクロブロックが現行マクロブロ
ックからｄ個のピクセル分だけ変位していることを特徴
とする、上記（１）に記載の方法。 （３）第２の最善一致マクロブロックが現行マクロブロ
ックからｄ／２個、３ｄ／２個、または２ｄ個のピクセ
ル分だけ変位していることを特徴とする、上記（１）に
記載の方法。 （４）１平方ピクセル探索域内で最善一致２重基本マク
ロブロックを求めて探索を行うことを含むことを特徴と
する、上記（１）に記載の方法。 （５）９ポイント探索を行うことを含むことを特徴とす
る、上記（４）に記載の方法。 （６）４平方ピクセル２重基本探索ウィンドウ内の半ピ
クセル位置で探索を行うことを含むことを特徴とする、
上記（１）に記載の方法。 （７）最善一致が現行マクロブロックに対して反対パリ
ティのものであり、２重基本基準が現行マクロブロック
と同一パリティのものであり、最善一致２重基本動きベ
クトルが現行マクロブロックに対して反対パリティ・フ
ィールドを指し示し、最善一致２重基本ベクトルと最善
一致差動動きベクトルを１６の反対パリティ・フィール
ドの動きベクトルと反対パリティ・フィールド内の差動
動きベクトルに変換することを含むことを特徴とする、
上記（１）に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】離散余弦変換器２１と、量子化器２３、可変長
コーダ２５と、逆量子化器２９と、逆離散余弦変換器３
１と、動き補償４１と、フレーム・メモリ４２と、動き
推定４３とを含む、汎用ＭＰＥＧ２適合エンコーダ１１
の流れ図である。データ経路は、ｉ番目のピクチャ入力
１１１と、差データ１１２と、動きベクトル１１３と、
ピクチャ出力１２１と、動き推定および補償のためのフ
ィードバック・ピクチャ１３１と、動き補償済みピクチ
ャ１０１とを含む。この図では、ｉ番目のピクチャはフ
レーム・メモリまたはフレーム・ストア４２内に存在
し、ｉ＋１番目のピクチャは動き推定によって符号化さ
れると想定している。

【図２】Ｉ、Ｐ、Ｂの各ピクチャと、それらの表示順序
および伝送順序と、順方向および逆方向の動き予測とを
示す図である。

【図３】現行フレームまたはピクチャ内の動き推定ブロ
ックから後続または直前フレームまたはピクチャ内の最
善一致ブロックまでの探索を示す図である。要素２１１
および２１１'は両方のピクチャでの同一位置を表して
いる。

【図４】事前ピクチャ内のその位置から新しいピクチャ
への動きベクトルによるブロックの動きと、動きベクト
ル使用後に調整した直前ピクチャのブロックとを示す図
である。

【図５】同一パリティ基準、すなわち、ともにＦ₁かま
たはともにＦ₂であるフィールド・ピクチャ用の２重基
本ベクトルを表現した図である。この図は、ｏｐｍｖベ
クトルおよびｓｐｍｖベクトルと、ＤＰＲおよびＲとい
う基準と、２重基本探索域とを示す。

【図６】パリティ基準が相反する、すなわち、一方がＦ
₁で一方がＦ₂であるフィールド・ピクチャ用の２重基本
ベクトルを表現した図である。この図は、ｏｐｍｖベク
トルおよびｓｐｍｖベクトルと、ＤＰＲおよびＲという
基準と、２重基本探索域とを示す。

【図７】フレーム・ピクチャ用の２重基本ベクトルを表
現した図である。この図は、ｏｐｍｖ'、ｏｐｍｖ"、ｓ
ｐｍｖ'、ｓｐｍｖ"の各ベクトルと、ＤＰＲ'、ＤＰ
Ｒ"、Ｒ'、Ｒ"の各基準と、２重基本探索域とを示す。

【図８】ビデオ・ピクチャ２重基本探索域のパターンを
示す図であり、実線ブロックは２重基本動きベクトルが
指し示すペル位置を示し、矢印はＤＰＲデータ取出しを
開始するための開始ペル位置を示し、破線の枠は探索し
たＤＰＲマクロブロックの開始ペル位置を示す。

【図９】２重基本探索動作結果優先順位を示す図であ
る。破線で形成した枠の内側の「ｅ」は２重基本探索ウ
ィンドウの中心を示す。優先順位グループと探索位置は
この図の一部である表に示す。

【符号の説明】

１１ 汎用ＭＰＥＧ２適合エンコーダ ２１ 離散余弦変換器 ２３ 量子化器 ２５ 可変長コーダ ２９ 逆量子化器 ３１ 逆離散余弦変換器 ４１ 動き補償ユニット ４２ フレーム・メモリ ４３ 動き推定ユニット １０１ 動き補償済みピクチャ １１１ ｉ番目のピクチャ入力 １１２ 差データ １１３ 動きベクトル １２１ ピクチャ出力 １３１ フィードバック・ピクチャ出力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ・ジョン・シュタイン アメリカ合衆国18452 ペンシルベニア州 ペックヴィル ホリー・レーン 107 (72)発明者 ロナルド・スティーヴン・スヴェック アメリカ合衆国13736 ニューヨーク州バ ークシャー ルート 38ビー 12493

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｆ₁およびＦ₂パリティの画像を有する動画
   においてピクチャ間ビデオ圧縮のために現行フィールド
   内のマクロブロックから過去のフィールド内のマクロブ
   ロックまでの動きベクトルを生成する方法において、 ａ．現行ピクチャのパリティ・フィールド内のマクロブ
   ロックを定義するステップと、 ｂ．同一パリティまたは反対パリティの先行フィールド
   を探索し、前記先行フィールド内で第１の最善一致マク
   ロブロックを検出するステップと、 ｃ．現行パリティ・フィールド内の現行マクロブロック
   から前記先行パリティ・フィールド内の第１の最善一致
   マクロブロックまでのベクトルを形成するステップと、 ｄ．２重基本探索ウィンドウの中心を定義する第１の最
   善一致マクロブロックに関して反対パリティ・フィール
   ド内の第２の２重基本マクロブロックを参照するよう
   に、ステップｃ．で形成されたベクトルをスケーリング
   するステップと、 ｅ．第１の最善一致マクロブロックと、２重基本探索ウ
   ィンドウ内の１組の第２の２重基本マクロブロックとの
   平均を取り、最善一致２重基本マクロブロックを決定す
   るように探索するステップと、 ｆ．第１の最善一致マクロブロックと最善一致２重基本
   マクロブロックの両方を指し示す、適切な２重基本動き
   ベクトルと差動動きベクトル（ｄｍｖ）を形成するステ
   ップとを含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】第１の最善一致マクロブロックが現行マク
   ロブロックからｄ個のピクセル分だけ変位していること
   を特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】第２の最善一致マクロブロックが現行マク
   ロブロックからｄ／２個、３ｄ／２個、または２ｄ個の
   ピクセル分だけ変位していることを特徴とする、請求項
   １に記載の方法。
4. 【請求項４】１平方ピクセル探索域内で最善一致２重基
   本マクロブロックを求めて探索を行うことを含むことを
   特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】９ポイント探索を行うことを含むことを特
   徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】４平方ピクセル２重基本探索ウィンドウ内
   の半ピクセル位置で探索を行うことを含むことを特徴と
   する、請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】最善一致が現行マクロブロックに対して反
   対パリティのものであり、２重基本基準が現行マクロブ
   ロックと同一パリティのものであり、最善一致２重基本
   動きベクトルが現行マクロブロックに対して反対パリテ
   ィ・フィールドを指し示し、最善一致２重基本ベクトル
   と最善一致差動動きベクトルを１６の反対パリティ・フ
   ィールドの動きベクトルと反対パリティ・フィールド内
   の差動動きベクトルに変換することを含むことを特徴と
   する、請求項１に記載の方法。