JPH09294266A - 動きベクトル探索方法 - Google Patents
動きベクトル探索方法Info
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- JPH09294266A JPH09294266A JP10657796A JP10657796A JPH09294266A JP H09294266 A JPH09294266 A JP H09294266A JP 10657796 A JP10657796 A JP 10657796A JP 10657796 A JP10657796 A JP 10657796A JP H09294266 A JPH09294266 A JP H09294266A
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- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/58—Motion compensation with long-term prediction, i.e. the reference frame for a current frame not being the temporally closest one
Abstract
(57)【要約】
【課題】 フレーム間予測符号化方式に於ける動きベク
トル探索方法に関し、画像の性質に対応して動きベクト
ル探索を行うフレーム間距離を最適化する。 【解決手段】 フレームＦ2 に於いて参照フレームＯを
参照して前方予測で求めた動きベクトルを、フレーム間
距離を増加させたと仮定した場合のフレームＦ3にスケ
ールアップし、フレームＦ2 の場合の動きベクトルの水
平又は垂直成分ｘが、ｘl2＜ｘ＜ｘu2の範囲に入る場合
に、現在のフレーム間距離を２、増加した時のフレーム
間距離を３とすると、フレームＦ3 に於いては、ｘ
l2（２／３）＜ｘ＜ｘu2（２／３）の範囲に入る割合が
一定値を越えるか否かを判定し、越えない場合はフレー
ム間距離を２から３に増加し、越える場合はフレーム間
距離を変更しないか又は減少させる。
トル探索方法に関し、画像の性質に対応して動きベクト
ル探索を行うフレーム間距離を最適化する。 【解決手段】 フレームＦ2 に於いて参照フレームＯを
参照して前方予測で求めた動きベクトルを、フレーム間
距離を増加させたと仮定した場合のフレームＦ3にスケ
ールアップし、フレームＦ2 の場合の動きベクトルの水
平又は垂直成分ｘが、ｘl2＜ｘ＜ｘu2の範囲に入る場合
に、現在のフレーム間距離を２、増加した時のフレーム
間距離を３とすると、フレームＦ3 に於いては、ｘ
l2（２／３）＜ｘ＜ｘu2（２／３）の範囲に入る割合が
一定値を越えるか否かを判定し、越えない場合はフレー
ム間距離を２から３に増加し、越える場合はフレーム間
距離を変更しないか又は減少させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報のフレー
ム間予測符号化方式に於ける動きベクトル探索方法に関
する。画像情報の圧縮符号化方式として、例えば、国際
標準化されたＨ．２６１，Ｈ．２６２，ＭＰＥＧ１（Ｍ
oving Ｐicture Ｅxperts Ｇroup １），ＭＰＥＧ２
（Ｍoving Ｐicture Ｅxperts Ｇroup ２）等が知ら
れている。これらの圧縮符号化方式は、ＤＣＴ（Ｄiscr
ete Ｃosine Ｔransform；離散コサイン変換）や動き補
償フレーム間予測等の処理を含むものであり、更に効率
良く圧縮率を高くすることが要望されている。
ム間予測符号化方式に於ける動きベクトル探索方法に関
する。画像情報の圧縮符号化方式として、例えば、国際
標準化されたＨ．２６１，Ｈ．２６２，ＭＰＥＧ１（Ｍ
oving Ｐicture Ｅxperts Ｇroup １），ＭＰＥＧ２
（Ｍoving Ｐicture Ｅxperts Ｇroup ２）等が知ら
れている。これらの圧縮符号化方式は、ＤＣＴ（Ｄiscr
ete Ｃosine Ｔransform；離散コサイン変換）や動き補
償フレーム間予測等の処理を含むものであり、更に効率
良く圧縮率を高くすることが要望されている。
【０００２】
【従来の技術】画像情報の圧縮符号化方式に於いて、時
間軸方向の冗長性を利用して圧縮する方式としてフレー
ム間予測符号化方式があり、前述のＭＰＥＧ１，ＭＰＥ
Ｇ２に於いては、前方予測と両方向予測との両方を利用
できるものである。前方予測は、過去のフレームと現在
のフレームとの間の動きを検出し、過去のフレームから
現在のフレームを生成するものであり、図１０はこの前
方予測の説明図である。
間軸方向の冗長性を利用して圧縮する方式としてフレー
ム間予測符号化方式があり、前述のＭＰＥＧ１，ＭＰＥ
Ｇ２に於いては、前方予測と両方向予測との両方を利用
できるものである。前方予測は、過去のフレームと現在
のフレームとの間の動きを検出し、過去のフレームから
現在のフレームを生成するものであり、図１０はこの前
方予測の説明図である。
【０００３】即ち、前方予測を行う現在のフレームと、
参照フレーム（過去のフレーム）との間の動きベクトル
探索範囲内の動きを検出し、動きのない部分は動きベク
トル零とし、動きのある部分はその動きに対応した動き
ベクトルとして符号化するものである。従って、動きベ
クトル探索範囲を広くすると、大きな動きが存在する場
合でも、圧縮効率を高くすることができる。しかし、そ
の反面、範囲が広いから処理時間が長くなる。
参照フレーム（過去のフレーム）との間の動きベクトル
探索範囲内の動きを検出し、動きのない部分は動きベク
トル零とし、動きのある部分はその動きに対応した動き
ベクトルとして符号化するものである。従って、動きベ
クトル探索範囲を広くすると、大きな動きが存在する場
合でも、圧縮効率を高くすることができる。しかし、そ
の反面、範囲が広いから処理時間が長くなる。
【０００４】又両方向予測は、過去のフレームと未来の
フレームとの両方から現在のフレームを生成するもので
あり、例えば、図１１に示すように、両方向予測を行う
現在のフレームを、未来の後方参照フレームと過去の前
方参照フレームとを用いて、後方動きベクトルと前方動
きベクトルとを求めて符号化するものである。動きベク
トル探索範囲を同一とすると、前方予測に対して両方向
予測の方が予測効率が高いことになるが、処理量が２倍
以上となるから、一般的には前方予測に対して両方向予
測の場合の動きベクトル探索範囲は半分程度に縮小する
ことになる。
フレームとの両方から現在のフレームを生成するもので
あり、例えば、図１１に示すように、両方向予測を行う
現在のフレームを、未来の後方参照フレームと過去の前
方参照フレームとを用いて、後方動きベクトルと前方動
きベクトルとを求めて符号化するものである。動きベク
トル探索範囲を同一とすると、前方予測に対して両方向
予測の方が予測効率が高いことになるが、処理量が２倍
以上となるから、一般的には前方予測に対して両方向予
測の場合の動きベクトル探索範囲は半分程度に縮小する
ことになる。
【０００５】前述の前方予測による符号化の画像をＰピ
クチャ（Ｐredictive −Ｐicture）、両方向予測による
符号化の画像をＢピクチャ（Ｂidrectionaly Ｐredict
ive−Ｐicture）、フレーム内符号化の画像をＩピクチ
ャ（Ｉntra−Ｐicture）とすると、前述のＭＰＥＧ１及
びＭＰＥＧ２に於いては、ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰ・・・
ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰ・・・のように、フレーム内符号
化と前方予測による符号化と両方向予測による符号化と
を組合せて符号化を行うものである。
クチャ（Ｐredictive −Ｐicture）、両方向予測による
符号化の画像をＢピクチャ（Ｂidrectionaly Ｐredict
ive−Ｐicture）、フレーム内符号化の画像をＩピクチ
ャ（Ｉntra−Ｐicture）とすると、前述のＭＰＥＧ１及
びＭＰＥＧ２に於いては、ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰ・・・
ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰ・・・のように、フレーム内符号
化と前方予測による符号化と両方向予測による符号化と
を組合せて符号化を行うものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来例の画像情報のフ
レーム間予測符号化方式に於いては、動きベクトル探索
を行うフレーム間距離を固定しているものである。その
為に、例えば、前方予測を行うフレーム間距離が短く、
且つ相対的な動きベクトル探索範囲が広くなっている状
態では、画面内の動きが小さい場合に、その動きの範囲
を越える分についての動きベクトル探索処理は無駄とな
る。又両方向予測フレーム数も固定されているが、例え
ば、このフレーム数を増加すると、動きの大きい画像の
場合、前方予測を行う際の動きベクトル探索範囲が不足
する状態が生じる可能性があり、その場合には予測効率
が低下する問題がある。本発明は、画像の性質に対応し
て動きベクトル探索を行うフレーム間距離を最適化し
て、予測効率の向上を図ることを目的とする。
レーム間予測符号化方式に於いては、動きベクトル探索
を行うフレーム間距離を固定しているものである。その
為に、例えば、前方予測を行うフレーム間距離が短く、
且つ相対的な動きベクトル探索範囲が広くなっている状
態では、画面内の動きが小さい場合に、その動きの範囲
を越える分についての動きベクトル探索処理は無駄とな
る。又両方向予測フレーム数も固定されているが、例え
ば、このフレーム数を増加すると、動きの大きい画像の
場合、前方予測を行う際の動きベクトル探索範囲が不足
する状態が生じる可能性があり、その場合には予測効率
が低下する問題がある。本発明は、画像の性質に対応し
て動きベクトル探索を行うフレーム間距離を最適化し
て、予測効率の向上を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の動きベクトル探
索方法は、（１）前方予測と両方向予測とを併用するフ
レーム間動き補償予測による画像情報の予測符号化に於
いて、前方予測フレームで求めた動きベクトルを、フレ
ーム間距離を増加させたと仮定した場合のフレームにス
ケールアップして、前方予測を行うフレーム間距離を増
加させても動きベクトル探索範囲が充分に確保できるか
否かを判定し、該判定結果により、前方予測を行うフレ
ームの距離を増減する過程を含むものである。従って、
動きの小さい画像の場合は、前方予測を行うフレーム間
距離を増加して、予測効率の良い両方向予測を行うフレ
ームの割合を増加することができる。
索方法は、（１）前方予測と両方向予測とを併用するフ
レーム間動き補償予測による画像情報の予測符号化に於
いて、前方予測フレームで求めた動きベクトルを、フレ
ーム間距離を増加させたと仮定した場合のフレームにス
ケールアップして、前方予測を行うフレーム間距離を増
加させても動きベクトル探索範囲が充分に確保できるか
否かを判定し、該判定結果により、前方予測を行うフレ
ームの距離を増減する過程を含むものである。従って、
動きの小さい画像の場合は、前方予測を行うフレーム間
距離を増加して、予測効率の良い両方向予測を行うフレ
ームの割合を増加することができる。
【０００８】又（２）現在のフレームＰN でＮフレーム
前の参照フレームから前方予測を行う時に、この参照フ
レームからＭ（＞Ｎ）フレーム離れたフレームＰM の動
きベクトルの水平又は垂直方向の探索可能範囲をｘlM＜
ｘ＜ｘuMとした時に、フレームＰN 内で検出される動き
ベクトルの水平成分又は垂直成分ｘが、 〔（Ｎ・ｘlM）／Ｍ〕＜ｘ＜〔（Ｎ・ｘuM）／Ｍ〕 の範囲であるものの割合が一定値を越えている場合に、
現在のフレームＰN 以降のフレームの前方予測を行うフ
レーム間距離を、Ｍフレームに変更する過程を含むもの
である。即ち、フレーム間距離の増加数をａとすると、
動きベクトルの水平又は垂直成分ｘが前記条件の範囲内
である割合が一定値を越えているに、Ｍ＝Ｎ＋ａとする
ことができる。
前の参照フレームから前方予測を行う時に、この参照フ
レームからＭ（＞Ｎ）フレーム離れたフレームＰM の動
きベクトルの水平又は垂直方向の探索可能範囲をｘlM＜
ｘ＜ｘuMとした時に、フレームＰN 内で検出される動き
ベクトルの水平成分又は垂直成分ｘが、 〔（Ｎ・ｘlM）／Ｍ〕＜ｘ＜〔（Ｎ・ｘuM）／Ｍ〕 の範囲であるものの割合が一定値を越えている場合に、
現在のフレームＰN 以降のフレームの前方予測を行うフ
レーム間距離を、Ｍフレームに変更する過程を含むもの
である。即ち、フレーム間距離の増加数をａとすると、
動きベクトルの水平又は垂直成分ｘが前記条件の範囲内
である割合が一定値を越えているに、Ｍ＝Ｎ＋ａとする
ことができる。
【０００９】又（３）前方予測と両方向予測とを併用す
るフレーム間動き補償予測による画像情報の予測符号化
に於いて、前方予測フレームで求めた動きベクトルを、
フレーム間距離を増加させたと仮定した場合の両方向予
測フレームに対して、フレーム間距離に対応してスケー
ルアップ或いはスケールダウンし、両方向予測を行うフ
レーム間距離を増加させても動きベクトル探索範囲が充
分に確保できるか否かを判定し、この判定結果により、
両方向予測フレーム数を増減する過程を含むものであ
る。即ち、前方予測フレームで求めた動きベクトルを基
に、両方向予測フレーム数の増減の制御を行うことがで
きる。
るフレーム間動き補償予測による画像情報の予測符号化
に於いて、前方予測フレームで求めた動きベクトルを、
フレーム間距離を増加させたと仮定した場合の両方向予
測フレームに対して、フレーム間距離に対応してスケー
ルアップ或いはスケールダウンし、両方向予測を行うフ
レーム間距離を増加させても動きベクトル探索範囲が充
分に確保できるか否かを判定し、この判定結果により、
両方向予測フレーム数を増減する過程を含むものであ
る。即ち、前方予測フレームで求めた動きベクトルを基
に、両方向予測フレーム数の増減の制御を行うことがで
きる。
【００１０】又（４）参照フレームからｎフレーム後の
両方向予測フレームについて、参照フレームからＮフレ
ーム後の前方予測フレームに於いて検出した動きベクト
ルの水平又は垂直成分をｘとし、参照フレームからＭフ
レーム後の前方予測を行う予定のフレームの動きベクト
ルの水平又は垂直方向の探索可能範囲を、ｘnlb ＜ｘ＜
ｘnub とした時、 〔（Ｎ・ｘnlb ）／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ＜〔（Ｎ・
ｘnub ）／（Ｍ−ｎ）〕 の範囲であるものの割合が一定値を越えている場合に、
以降のフレームの前方予測を行うフレーム間距離をＭと
する過程を含むものである。即ち、前方予測フレームに
於いて検出した動きベクトルを基に、両方向予測を行う
フレームについての前方予測フレーム間距離を増減する
ことができる。
両方向予測フレームについて、参照フレームからＮフレ
ーム後の前方予測フレームに於いて検出した動きベクト
ルの水平又は垂直成分をｘとし、参照フレームからＭフ
レーム後の前方予測を行う予定のフレームの動きベクト
ルの水平又は垂直方向の探索可能範囲を、ｘnlb ＜ｘ＜
ｘnub とした時、 〔（Ｎ・ｘnlb ）／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ＜〔（Ｎ・
ｘnub ）／（Ｍ−ｎ）〕 の範囲であるものの割合が一定値を越えている場合に、
以降のフレームの前方予測を行うフレーム間距離をＭと
する過程を含むものである。即ち、前方予測フレームに
於いて検出した動きベクトルを基に、両方向予測を行う
フレームについての前方予測フレーム間距離を増減する
ことができる。
【００１１】又（５）前方予測と両方向予測とを併用す
るフレーム間動き補償予測による画像情報の予測符号化
に於いて、両方向予測で求めた動きベクトルをフレーム
間距離を増加させたと仮定した場合の前方予測フレーム
に対してフレーム間距離に応じてスケールアップし、両
方向予測フレーム数を増加させても動きベクトル探索範
囲を充分に確保できるか否かを判定し、この判定結果に
より、前方予測を行うフレーム間距離及び両方向予測フ
レーム数を増減する過程を含むことができる。即ち、両
方向予測フレームで求めた動きベクトルを基に、両方向
フレーム数の増減の制御を行うことができる。
るフレーム間動き補償予測による画像情報の予測符号化
に於いて、両方向予測で求めた動きベクトルをフレーム
間距離を増加させたと仮定した場合の前方予測フレーム
に対してフレーム間距離に応じてスケールアップし、両
方向予測フレーム数を増加させても動きベクトル探索範
囲を充分に確保できるか否かを判定し、この判定結果に
より、前方予測を行うフレーム間距離及び両方向予測フ
レーム数を増減する過程を含むことができる。即ち、両
方向予測フレームで求めた動きベクトルを基に、両方向
フレーム数の増減の制御を行うことができる。
【００１２】又（６）参照フレームからｎフレーム後の
両方向予測フレームに於いて、参照フレームからＮフレ
ーム後のフレームを後方参照フレームとして検出した動
きフレームの水平又は垂直成分をｘとし、参照フレーム
からＮフレーム後のフレームに於ける動きベクトルの水
平又は垂直の探索可能範囲をｘnlb ＜ｘ＜ｘnub とした
時、 〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnlb ｝／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ＜
〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnub ｝／（Ｍ−ｎ）〕 の範囲であるものの割合が一定値を越えている場合に、
以降のフレームの前方予測を行うフレーム間距離をＭと
する過程を含むことができる。
両方向予測フレームに於いて、参照フレームからＮフレ
ーム後のフレームを後方参照フレームとして検出した動
きフレームの水平又は垂直成分をｘとし、参照フレーム
からＮフレーム後のフレームに於ける動きベクトルの水
平又は垂直の探索可能範囲をｘnlb ＜ｘ＜ｘnub とした
時、 〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnlb ｝／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ＜
〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnub ｝／（Ｍ−ｎ）〕 の範囲であるものの割合が一定値を越えている場合に、
以降のフレームの前方予測を行うフレーム間距離をＭと
する過程を含むことができる。
【００１３】又（７）前方予測フレームの予測結果と、
前方予測フレームとの差分を求め、この差分が一定値を
越えた場合に、前方予測フレームと参照フレームとのフ
レーム間距離を短縮させる過程を含むことができる。即
ち、前記差分が一定値を越える場合は、動きベクトルの
探索範囲が不足している可能性が高い為、フレーム間距
離を短縮する。
前方予測フレームとの差分を求め、この差分が一定値を
越えた場合に、前方予測フレームと参照フレームとのフ
レーム間距離を短縮させる過程を含むことができる。即
ち、前記差分が一定値を越える場合は、動きベクトルの
探索範囲が不足している可能性が高い為、フレーム間距
離を短縮する。
【００１４】又（８）両方向予測フレームの予測結果
と、両方向予測フレームとの差分を求め、この差分が一
定値を越えた場合に、前方予測フレームと参照フレーム
とのフレーム間距離を短縮させる過程を含むことができ
る。この場合も、前記差分が一定値を越える場合は、動
きベクトルの探索範囲が不足している可能性が高い為、
フレーム間距離を短縮する。
と、両方向予測フレームとの差分を求め、この差分が一
定値を越えた場合に、前方予測フレームと参照フレーム
とのフレーム間距離を短縮させる過程を含むことができ
る。この場合も、前記差分が一定値を越える場合は、動
きベクトルの探索範囲が不足している可能性が高い為、
フレーム間距離を短縮する。
【００１５】又（９）参照フレームと予測対象のフレー
ムとのフレーム間差分が一定値を越えた場合に、フレー
ム間距離の制御を行わないようにすることができる。前
方予測フレームと前方参照フレームとの間のフレーム間
差分、又は後方予測フレームと後方参照フレームとの間
のフレーム間差分が一定値を越えた時は、シーンチェン
ジ等の場合であるから、フレーム間距離を変更しないよ
うにする。
ムとのフレーム間差分が一定値を越えた場合に、フレー
ム間距離の制御を行わないようにすることができる。前
方予測フレームと前方参照フレームとの間のフレーム間
差分、又は後方予測フレームと後方参照フレームとの間
のフレーム間差分が一定値を越えた時は、シーンチェン
ジ等の場合であるから、フレーム間距離を変更しないよ
うにする。
【００１６】又（１０）前方予測を行うフレーム間距離
を、フレーム間距離としてとり得る最大値から動きベク
トル探索処理を開始することができる。それにより、連
続してフレームの処理が可能となる。
を、フレーム間距離としてとり得る最大値から動きベク
トル探索処理を開始することができる。それにより、連
続してフレームの処理が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
の説明図であり、Ｏ，Ｆ1 〜Ｆ6 は時間的に連続してい
るフレームを示し、フレームＦ2 を現在参照（基準）フ
レームＯを参照して前方予測を行うフレームとすると、
フレームＦ1 は、フレームＯ，Ｆ2 を参照フレームとし
て両方向予測を行うフレームとなる。又フレームＦ2 の
動きベクトル探索を開始する時点では、フレームＦ4 は
フレームＦ2 を参照フレームとして前方予測を行うフレ
ームとなり、フレームＦ3 は、フレームＦ2 ，Ｆ4 を参
照フレームとして両方向予測を行うフレームとなる。又
フレームＦ6 はフレームＦ4 を参照フレームとして前方
予測を行うフレームとなり、フレームＦ5 はフレームＦ
4 ，Ｆ6 を参照フレームとして両方向予測を行うフレー
ムとなる。
の説明図であり、Ｏ，Ｆ1 〜Ｆ6 は時間的に連続してい
るフレームを示し、フレームＦ2 を現在参照（基準）フ
レームＯを参照して前方予測を行うフレームとすると、
フレームＦ1 は、フレームＯ，Ｆ2 を参照フレームとし
て両方向予測を行うフレームとなる。又フレームＦ2 の
動きベクトル探索を開始する時点では、フレームＦ4 は
フレームＦ2 を参照フレームとして前方予測を行うフレ
ームとなり、フレームＦ3 は、フレームＦ2 ，Ｆ4 を参
照フレームとして両方向予測を行うフレームとなる。又
フレームＦ6 はフレームＦ4 を参照フレームとして前方
予測を行うフレームとなり、フレームＦ5 はフレームＦ
4 ，Ｆ6 を参照フレームとして両方向予測を行うフレー
ムとなる。
【００１８】予測効率を低下させない条件で、現在は両
方向予測を行う予定であるフレームＦ5 について、フレ
ームＦ2 を参照フレームとした前方予測を行うように変
更するものとする（この変更が可能の場合は、フレーム
Ｆ4 については、フレームＦ 2 ，Ｆ5 を参照フレームと
して両方向予測を行うことになる）。動画像に於いて
は、連続する短時間内のフレーム間の動きの大きさの変
化は少ない性質を有するものであり、従って、フレーム
Ｆ5 ，Ｆ2 間と、フレームＦ3 ，Ｏ間で検出される動き
ベクトルの性質はほぼ似ていると考えることができる。
そこで、フレームＦ5 ，Ｆ2 間で動きベクトル探索範囲
が充分であるか否かの検証をフレームＦ3，Ｏ間に置き
換えて調べる。
方向予測を行う予定であるフレームＦ5 について、フレ
ームＦ2 を参照フレームとした前方予測を行うように変
更するものとする（この変更が可能の場合は、フレーム
Ｆ4 については、フレームＦ 2 ，Ｆ5 を参照フレームと
して両方向予測を行うことになる）。動画像に於いて
は、連続する短時間内のフレーム間の動きの大きさの変
化は少ない性質を有するものであり、従って、フレーム
Ｆ5 ，Ｆ2 間と、フレームＦ3 ，Ｏ間で検出される動き
ベクトルの性質はほぼ似ていると考えることができる。
そこで、フレームＦ5 ，Ｆ2 間で動きベクトル探索範囲
が充分であるか否かの検証をフレームＦ3，Ｏ間に置き
換えて調べる。
【００１９】このフレームＦ3 からフレームＯに対して
前方予測を行う際の水平方向又は垂直方向の動きベクト
ル探索範囲を、動きベクトルの水平又は垂直成分をｘと
すると、ｘl3＜ｘ＜ｘu3とし、短時間で画面内の動きの
速度が急激に変化しないと仮定すると、フレームＦ3 の
動きベクトル探索範囲が充分である為には、フレームＦ
2 で検出される動きベクトルの水平又は垂直成分ｘは、
ｘl2＜ｘ＜ｘu2の範囲内であることが必要となる。
前方予測を行う際の水平方向又は垂直方向の動きベクト
ル探索範囲を、動きベクトルの水平又は垂直成分をｘと
すると、ｘl3＜ｘ＜ｘu3とし、短時間で画面内の動きの
速度が急激に変化しないと仮定すると、フレームＦ3 の
動きベクトル探索範囲が充分である為には、フレームＦ
2 で検出される動きベクトルの水平又は垂直成分ｘは、
ｘl2＜ｘ＜ｘu2の範囲内であることが必要となる。
【００２０】ここで、２フレーム離れたフレーム間距離
の関係から、ｘu2＝ｘu3×（２／３），ｘl2＝ｘl3×
（２／３）となる。即ち、フレームＦ2 に於いては、フ
レームＯに対して動きベクトル探索を行った段階で検出
された動きベクトルの水平又は垂直成分ｘが、現在前方
予測を行っているフレームＦ2 から参照（基準）フレー
ムＯに対して斜線を施して示す範囲のｘl2＜ｘ＜ｘu2の
関係となるものが一定の割合を超えている場合、それに
比例して、フレームＦ3 ，Ｏ間の動きベクトル探索範囲
は、点線で示す範囲となり、この動きベクトル探索範囲
は充分と見做すことができる。このように、探索範囲が
充分と見做すことができる場合は、フレームＦ5 ，Ｆ2
間の探索範囲も充分であると推測して、フレームＦ5 に
ついてフレームＦ2 を参照フレームとして前方予測を行
うように変更するものである。
の関係から、ｘu2＝ｘu3×（２／３），ｘl2＝ｘl3×
（２／３）となる。即ち、フレームＦ2 に於いては、フ
レームＯに対して動きベクトル探索を行った段階で検出
された動きベクトルの水平又は垂直成分ｘが、現在前方
予測を行っているフレームＦ2 から参照（基準）フレー
ムＯに対して斜線を施して示す範囲のｘl2＜ｘ＜ｘu2の
関係となるものが一定の割合を超えている場合、それに
比例して、フレームＦ3 ，Ｏ間の動きベクトル探索範囲
は、点線で示す範囲となり、この動きベクトル探索範囲
は充分と見做すことができる。このように、探索範囲が
充分と見做すことができる場合は、フレームＦ5 ，Ｆ2
間の探索範囲も充分であると推測して、フレームＦ5 に
ついてフレームＦ2 を参照フレームとして前方予測を行
うように変更するものである。
【００２１】又前記条件を満たさない場合として、
（Ａ）現状の動きベクトル探索範囲が適切である場合、
（Ｂ）現状の動きベクトル探索範囲が不足している場
合、の二通りがある。（Ａ）の場合は現状を維持すれば
良いことになるが、（Ｂ）の場合は、動きベクトル探索
範囲を拡大しなければ予測効率が低下する。この場合の
（Ａ），（Ｂ）の区別は、例えば、動きベクトルを用い
て生成した予測画像と原画像との差分累積値を求めるこ
とにより判断することができる。
（Ａ）現状の動きベクトル探索範囲が適切である場合、
（Ｂ）現状の動きベクトル探索範囲が不足している場
合、の二通りがある。（Ａ）の場合は現状を維持すれば
良いことになるが、（Ｂ）の場合は、動きベクトル探索
範囲を拡大しなければ予測効率が低下する。この場合の
（Ａ），（Ｂ）の区別は、例えば、動きベクトルを用い
て生成した予測画像と原画像との差分累積値を求めるこ
とにより判断することができる。
【００２２】又動きベクトル探索範囲が不足していると
判断された場合は、前方予測を行うフレーム間距離を短
縮し、フレームＦ3 ，Ｆ2 間で前方予測を行うことによ
り、動きベクトル探索範囲を確保することができる。又
動きベクトル探索範囲の不足が認められない場合は、予
定通り２フレーム離れたフレームＦ4 ，Ｆ2 間で前方予
測を行う。
判断された場合は、前方予測を行うフレーム間距離を短
縮し、フレームＦ3 ，Ｆ2 間で前方予測を行うことによ
り、動きベクトル探索範囲を確保することができる。又
動きベクトル探索範囲の不足が認められない場合は、予
定通り２フレーム離れたフレームＦ4 ，Ｆ2 間で前方予
測を行う。
【００２３】前述のように、フレームＦ2 に於いて、フ
レームＯに対して動きベクトル探索を行った段階で、フ
レームＦ5 ，Ｆ2 間、フレームＦ4 ，Ｆ2 間、フレーム
Ｆ3，Ｆ2 間のうちの何れの前方予測を行うべきかを判
断することがきる。又この場合に、フレームＦ2 の動き
ベクトル探索範囲が不足している場合、或いはシーンチ
ェンジが発生した場合は、前述の選択の判断は意味を持
たなくなる。そこで、並行して、フレームＦ2 ，Ｏ間の
動きベクトル探索範囲結果の信頼性を調べる為に、フレ
ームＦ2 ，Ｏの対応する位置の画素値の差分累積和を求
めて、これが或る一定値を越えた場合は、フレーム間距
離の変更は行わないように制御する。
レームＯに対して動きベクトル探索を行った段階で、フ
レームＦ5 ，Ｆ2 間、フレームＦ4 ，Ｆ2 間、フレーム
Ｆ3，Ｆ2 間のうちの何れの前方予測を行うべきかを判
断することがきる。又この場合に、フレームＦ2 の動き
ベクトル探索範囲が不足している場合、或いはシーンチ
ェンジが発生した場合は、前述の選択の判断は意味を持
たなくなる。そこで、並行して、フレームＦ2 ，Ｏ間の
動きベクトル探索範囲結果の信頼性を調べる為に、フレ
ームＦ2 ，Ｏの対応する位置の画素値の差分累積和を求
めて、これが或る一定値を越えた場合は、フレーム間距
離の変更は行わないように制御する。
【００２４】図２は本発明の実施の形態の前方予測の説
明図であり、一般化して示すもので、Ｎ，Ｍを整数と
し、基準フレームＯからＮフレーム離れたフレームＦN
と、Ｍフレーム離れたフレームＦM とについて、フレー
ムＰN で、Ｎフレーム前のフレームＯを参照フレームと
して前方予測を行っているとすると、Ｍフレーム前のフ
レームＯを参照フレームとしてフレームＰM の位置で動
きベクトル探索範囲を確保できるか否かを、フレームＰ
N に於ける動きベクトル探索結果から判断する。
明図であり、一般化して示すもので、Ｎ，Ｍを整数と
し、基準フレームＯからＮフレーム離れたフレームＦN
と、Ｍフレーム離れたフレームＦM とについて、フレー
ムＰN で、Ｎフレーム前のフレームＯを参照フレームと
して前方予測を行っているとすると、Ｍフレーム前のフ
レームＯを参照フレームとしてフレームＰM の位置で動
きベクトル探索範囲を確保できるか否かを、フレームＰ
N に於ける動きベクトル探索結果から判断する。
【００２５】即ち、急激な動きの変化が少ないと仮定す
ると、前方予測をフレームＰM の位置で行う為には、フ
レームＰN の段階で検出される動きベクトルの水平又は
垂直成分ｘが、 〔（Ｎ・ｘlM）／Ｍ〕＜ｘ＜〔（Ｎ・ｘuM）／Ｍ〕 の関係の範囲に収まっている必要がある。ここで、
ｘlM，ｘuMは、フレームＦMに於けるフレームＯに対す
る動きベクトル探索範囲の水平方向又は垂直方向の下
限，上限を示す。
ると、前方予測をフレームＰM の位置で行う為には、フ
レームＰN の段階で検出される動きベクトルの水平又は
垂直成分ｘが、 〔（Ｎ・ｘlM）／Ｍ〕＜ｘ＜〔（Ｎ・ｘuM）／Ｍ〕 の関係の範囲に収まっている必要がある。ここで、
ｘlM，ｘuMは、フレームＦMに於けるフレームＯに対す
る動きベクトル探索範囲の水平方向又は垂直方向の下
限，上限を示す。
【００２６】又画面が急激に変化しないと仮定すると、
基準フレームＯからＮフレーム離れたフレームＦN に於
いて検出した動きベクトルが、前述の条件を満たすもの
が一定の割合を超えていれば、フレームＭ（＞Ｎ）離れ
たフレームＦM の位置から基準フレームＯを用いて前方
予測を行うことができる。それによって予測効率を向上
することができる。
基準フレームＯからＮフレーム離れたフレームＦN に於
いて検出した動きベクトルが、前述の条件を満たすもの
が一定の割合を超えていれば、フレームＭ（＞Ｎ）離れ
たフレームＦM の位置から基準フレームＯを用いて前方
予測を行うことができる。それによって予測効率を向上
することができる。
【００２７】図３は本発明の実施の形態のフローチャー
トであり、参照フレームをＯ、前方予測フレーム間距離
Ｎ＝２、拡張フレーム間距離ａ＝１とし（ａ）、フレー
ムＦ 2 ，Ｏ間で動きベクトル探索を行う（ｂ）。そし
て、現在前方予測を行っているフレームＦ2 と参照フレ
ームＯとの間で対応する画素同士の差分累積和Ｅを求め
て、この差分累積和Ｅが一定値を越えたか否かを判定す
る（ｃ）。この場合の差分累積和は差分絶対値について
の累積和とする。
トであり、参照フレームをＯ、前方予測フレーム間距離
Ｎ＝２、拡張フレーム間距離ａ＝１とし（ａ）、フレー
ムＦ 2 ，Ｏ間で動きベクトル探索を行う（ｂ）。そし
て、現在前方予測を行っているフレームＦ2 と参照フレ
ームＯとの間で対応する画素同士の差分累積和Ｅを求め
て、この差分累積和Ｅが一定値を越えたか否かを判定す
る（ｃ）。この場合の差分累積和は差分絶対値について
の累積和とする。
【００２８】差分累積和Ｅが一定値を越えた場合は、シ
ーンチェンジ等の場合であり、フレーム間距離をＮ（＝
２）のままとする（ｇ）。又差分累積和Ｅが一定値を越
えない場合は、フレームＦ2 ，Ｏ間の動きベクトルの水
平又は垂直成分ｘが、 〔（Ｎ・ｘl3）／（Ｎ＋ａ）〕＜ｘ＜〔（Ｎ・ｘu3）／（Ｎ＋ａ）〕 …（１） の範囲内に入っている割合を求める（ｄ）。
ーンチェンジ等の場合であり、フレーム間距離をＮ（＝
２）のままとする（ｇ）。又差分累積和Ｅが一定値を越
えない場合は、フレームＦ2 ，Ｏ間の動きベクトルの水
平又は垂直成分ｘが、 〔（Ｎ・ｘl3）／（Ｎ＋ａ）〕＜ｘ＜〔（Ｎ・ｘu3）／（Ｎ＋ａ）〕 …（１） の範囲内に入っている割合を求める（ｄ）。
【００２９】この場合の割合が一定値以上か否かを判定
し（ｅ）、一定値以上の場合は、それ以降の前方予測を
行うフレーム間距離をＮ＋ａに拡張する（ｆ）〔ステッ
プ（ａ）の条件では、２＋１＝３となる〕。又割合が一
定値以上でない場合は、フレームＦ2 の前方予測結果と
フレームＯの対応する画素の差分累積和が一定値を越え
ているか否かを判定し（ｈ）、越えている場合は、それ
以降の前方予測を行うフレーム間距離をＮ−１に短縮す
る（ｉ）〔ステップ（ａ）の条件では、２−１＝１とな
る〕。又越えていない場合は、それ以降の前方予測を行
うフレーム間距離をＮ（＝２）のままとする（ｇ）。
し（ｅ）、一定値以上の場合は、それ以降の前方予測を
行うフレーム間距離をＮ＋ａに拡張する（ｆ）〔ステッ
プ（ａ）の条件では、２＋１＝３となる〕。又割合が一
定値以上でない場合は、フレームＦ2 の前方予測結果と
フレームＯの対応する画素の差分累積和が一定値を越え
ているか否かを判定し（ｈ）、越えている場合は、それ
以降の前方予測を行うフレーム間距離をＮ−１に短縮す
る（ｉ）〔ステップ（ａ）の条件では、２−１＝１とな
る〕。又越えていない場合は、それ以降の前方予測を行
うフレーム間距離をＮ（＝２）のままとする（ｇ）。
【００３０】従って、前方予測フレームで求めた動きベ
クトルを基に、フレーム間距離を増加したと仮定した場
合に、動きベクトル探索範囲が充分に確保できるか否か
を判定し、前方予測のフレーム間距離Ｎを増減させるこ
とができ、入力画像情報の性質に対応したフレーム間予
測符号化を行うことができる。
クトルを基に、フレーム間距離を増加したと仮定した場
合に、動きベクトル探索範囲が充分に確保できるか否か
を判定し、前方予測のフレーム間距離Ｎを増減させるこ
とができ、入力画像情報の性質に対応したフレーム間予
測符号化を行うことができる。
【００３１】図４は本発明の実施の形態の両方向予測の
説明図であり、図２と同様に、Ｎ，Ｍを整数とし、フレ
ームＰN に於いてＮフレーム前の基準フレームＯを参照
フレームとして前方予測を行っているとすると、この前
方予測をＭフレーム離れたフレームＰM から行っても両
方向予測フレームの後方動きベクトル探索範囲を確保で
きるか否かを、現在のフレームＰN に於ける動きベクト
ル探索結果から推定する。
説明図であり、図２と同様に、Ｎ，Ｍを整数とし、フレ
ームＰN に於いてＮフレーム前の基準フレームＯを参照
フレームとして前方予測を行っているとすると、この前
方予測をＭフレーム離れたフレームＰM から行っても両
方向予測フレームの後方動きベクトル探索範囲を確保で
きるか否かを、現在のフレームＰN に於ける動きベクト
ル探索結果から推定する。
【００３２】即ち、急激な動きの変化が少ないと仮定す
ると、現在両方向予測を行っているフレームＢn の後方
予測を、フレームＰM に対して行う為には、拡張前の時
点で、フレームＰN のフレームＯに対して検出される動
きベクトルの水平又は垂直成分ｘが、 〔（Ｎ・ｘnlb ）／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ＜〔（Ｎ・ｘnub ）／（Ｍ−ｎ）〕 …（２） の範囲に収まっている必要がある。ここで、ｘnlb ，ｘ
nub は、それぞれフレームＢn のフレームＰM に対する
後方動きベクトル探索範囲の水平方向又は垂直方向の下
限，上限を示す。
ると、現在両方向予測を行っているフレームＢn の後方
予測を、フレームＰM に対して行う為には、拡張前の時
点で、フレームＰN のフレームＯに対して検出される動
きベクトルの水平又は垂直成分ｘが、 〔（Ｎ・ｘnlb ）／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ＜〔（Ｎ・ｘnub ）／（Ｍ−ｎ）〕 …（２） の範囲に収まっている必要がある。ここで、ｘnlb ，ｘ
nub は、それぞれフレームＢn のフレームＰM に対する
後方動きベクトル探索範囲の水平方向又は垂直方向の下
限，上限を示す。
【００３３】画面の動きが急激に変化しないと仮定する
と、前述の条件を満足した直後のフレーム群について
は、参照フレームに対する前方予測フレームの相対位置
を、フレームＰM に変更しても、任意のフレームＢn に
於ける後方動きベクトル探索範囲を確保できることにな
る。実際には、現在前方予測を行っているフレームＰN
に於いて検出した動きベクトルが、前述の（２）式の条
件を満たすものが一定の割合を越えていれば、基準フレ
ームＯからＭフレーム後のフレームＰM の位置からの前
方予測が可能であると判断することにより、現在両方向
予測を行っているフレームＢn からフレームＰM に対し
て後方予測が可能であると判断する。
と、前述の条件を満足した直後のフレーム群について
は、参照フレームに対する前方予測フレームの相対位置
を、フレームＰM に変更しても、任意のフレームＢn に
於ける後方動きベクトル探索範囲を確保できることにな
る。実際には、現在前方予測を行っているフレームＰN
に於いて検出した動きベクトルが、前述の（２）式の条
件を満たすものが一定の割合を越えていれば、基準フレ
ームＯからＭフレーム後のフレームＰM の位置からの前
方予測が可能であると判断することにより、現在両方向
予測を行っているフレームＢn からフレームＰM に対し
て後方予測が可能であると判断する。
【００３４】従って、前方予測フレームで求めた動きベ
クトルを基に、フレーム間距離を増加したと仮定した場
合の両方向予測フレームの数を増加しても、両方向予測
に於ける動きベクトル探索範囲が充分に確保できるか否
かを判定し、それにより、前方予測を行うフレーム間距
離及び両方向予測フレームの数を増減させることができ
る。
クトルを基に、フレーム間距離を増加したと仮定した場
合の両方向予測フレームの数を増加しても、両方向予測
に於ける動きベクトル探索範囲が充分に確保できるか否
かを判定し、それにより、前方予測を行うフレーム間距
離及び両方向予測フレームの数を増減させることができ
る。
【００３５】図５は本発明の実施の形態の両方向予測フ
レームの動きベクトル探索結果と両方向予測フレームの
探索範囲の説明図であり、図２及び図４と同様に、Ｎ，
Ｍを整数とし、現在フレームＰN でＮフレーム前の基準
フレーム（参照フレーム）Ｏから前方予測を行っている
とすると、この前方予測をＭフレーム離れたフレームＰ
M の位置から行っても探索範囲を確保できるか否かを、
現在のフレームＰN に於ける動きベクトル探索結果から
判定する。
レームの動きベクトル探索結果と両方向予測フレームの
探索範囲の説明図であり、図２及び図４と同様に、Ｎ，
Ｍを整数とし、現在フレームＰN でＮフレーム前の基準
フレーム（参照フレーム）Ｏから前方予測を行っている
とすると、この前方予測をＭフレーム離れたフレームＰ
M の位置から行っても探索範囲を確保できるか否かを、
現在のフレームＰN に於ける動きベクトル探索結果から
判定する。
【００３６】即ち、急激な動きの変化が少ないと仮定す
ると、現在両方向予測を行うフレームＢn の後方予測を
フレームＰM に対して行う為には、拡張前の時点でフレ
ームＢn に於いてフレームＰN に対して検出される動き
ベクトルの水平又は垂直成分ｘが、 〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnlb ｝／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ ＜〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnub ｝／（Ｍ−ｎ）〕 …（３） の範囲に収まっている必要がある。ここで、ｘnlb ，ｘ
nub は、それぞれフレームＢn のフレームＰM に対する
後方の動きベクトル探索範囲の水平方向又は垂直方向の
下限，上限を示す。
ると、現在両方向予測を行うフレームＢn の後方予測を
フレームＰM に対して行う為には、拡張前の時点でフレ
ームＢn に於いてフレームＰN に対して検出される動き
ベクトルの水平又は垂直成分ｘが、 〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnlb ｝／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ ＜〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnub ｝／（Ｍ−ｎ）〕 …（３） の範囲に収まっている必要がある。ここで、ｘnlb ，ｘ
nub は、それぞれフレームＢn のフレームＰM に対する
後方の動きベクトル探索範囲の水平方向又は垂直方向の
下限，上限を示す。
【００３７】画面の性質が急激に変化しないと仮定する
と、この条件を満たした直後のフレーム群については、
参照フレームに対する前方予測フレームの相対的位置を
フレームＰM に変更しても、任意のフレームＢn に於け
る後方の動きベクトル探索範囲を確保できる。実際に
は、フレームＢn に於いて検出した動きベクトルについ
て、前述の条件を満たすものが一定の割合を越えていれ
ば、フレームＰM の位置から前方予測が可能であると判
断する。
と、この条件を満たした直後のフレーム群については、
参照フレームに対する前方予測フレームの相対的位置を
フレームＰM に変更しても、任意のフレームＢn に於け
る後方の動きベクトル探索範囲を確保できる。実際に
は、フレームＢn に於いて検出した動きベクトルについ
て、前述の条件を満たすものが一定の割合を越えていれ
ば、フレームＰM の位置から前方予測が可能であると判
断する。
【００３８】前述のように、両方向予測フレームに於い
て求めた動くベクトルを基に、フレーム間距離を増加し
たと仮定し、両方向予測を行うフレーム数を増加させて
も動きベクトル探索範囲を充分に確保できるか否かを判
定しして、前方予測を行うフレーム間距離及び両方向予
測フレームの数を増減させるものである。
て求めた動くベクトルを基に、フレーム間距離を増加し
たと仮定し、両方向予測を行うフレーム数を増加させて
も動きベクトル探索範囲を充分に確保できるか否かを判
定しして、前方予測を行うフレーム間距離及び両方向予
測フレームの数を増減させるものである。
【００３９】図６は本発明の実施の形態の要部機能ブロ
ック図であり、１は動き検出部、２はフレームメモリ、
３は第１の演算部、４はＤＣＴ（Ｄiscrete Ｃosie Ｔ
ransform；離散コサイン変換）部、５は量子化部、６は
可変長符号化部、７は逆量子化部、８は逆ＤＣＴ部、９
は第２の演算部、１０はフレームメモリ、１１はローカ
ルデコード部、１２は統計値算出部、１３はピクチャタ
イプ変更パターン決定部、１４はピクチャタイプ決定
部、１５はピクチャタイプ制御部である。
ック図であり、１は動き検出部、２はフレームメモリ、
３は第１の演算部、４はＤＣＴ（Ｄiscrete Ｃosie Ｔ
ransform；離散コサイン変換）部、５は量子化部、６は
可変長符号化部、７は逆量子化部、８は逆ＤＣＴ部、９
は第２の演算部、１０はフレームメモリ、１１はローカ
ルデコード部、１２は統計値算出部、１３はピクチャタ
イプ変更パターン決定部、１４はピクチャタイプ決定
部、１５はピクチャタイプ制御部である。
【００４０】動き検出部１により動きベクトルを検出す
る場合のフレーム間距離を可変とする為に複数バンク構
成のフレームメモリ２を備えている。又ローカルデコー
ダ１１のフレームメモリ１０は、前方参照用と後方参照
用との２バンク構成を有するものである。又第１，第２
の演算部３，９は、フレーム内符号化を行う時、スルー
状態に制御され、フレーム間符号化を行う時に、第１の
演算部３は減算器、第２の演算部９は加算器として機能
する。
る場合のフレーム間距離を可変とする為に複数バンク構
成のフレームメモリ２を備えている。又ローカルデコー
ダ１１のフレームメモリ１０は、前方参照用と後方参照
用との２バンク構成を有するものである。又第１，第２
の演算部３，９は、フレーム内符号化を行う時、スルー
状態に制御され、フレーム間符号化を行う時に、第１の
演算部３は減算器、第２の演算部９は加算器として機能
する。
【００４１】動き検出部１により検出した動きベクトル
をピクチャタイプ制御部１５の統計値算出部１２により
動きベクトルの大きさの統計値を求め、その統計値によ
りピクチャタイプ変更パターン決定部１３は、予測可能
のフレーム間距離を求めて、ピクチャタイプ変更パター
ンを決定し、ピクチャタイプ決定部１４に通知する。こ
のピクチャタイプ決定部１４は、ピクチャタイプ変更パ
ターンに従って、予測可能フレーム間距離に対応してフ
レームメモリ２のバンク管理を行い、且つピクチャタイ
プに対応して各部を制御する。
をピクチャタイプ制御部１５の統計値算出部１２により
動きベクトルの大きさの統計値を求め、その統計値によ
りピクチャタイプ変更パターン決定部１３は、予測可能
のフレーム間距離を求めて、ピクチャタイプ変更パター
ンを決定し、ピクチャタイプ決定部１４に通知する。こ
のピクチャタイプ決定部１４は、ピクチャタイプ変更パ
ターンに従って、予測可能フレーム間距離に対応してフ
レームメモリ２のバンク管理を行い、且つピクチャタイ
プに対応して各部を制御する。
【００４２】例えば、Ｉピクチャの場合は、第１，第２
の演算部３，９はスルー状態に制御されて、入力画像情
報は、ＤＣＴ部４と量子化部５と可変長符号化部６とを
介してフレーム内符号化されて送出され、又逆量子化部
７と逆ＤＣＴ部８とにより復号化されてフレームメモリ
１０に蓄積される。
の演算部３，９はスルー状態に制御されて、入力画像情
報は、ＤＣＴ部４と量子化部５と可変長符号化部６とを
介してフレーム内符号化されて送出され、又逆量子化部
７と逆ＤＣＴ部８とにより復号化されてフレームメモリ
１０に蓄積される。
【００４３】又Ｐピクチャの場合は、動き検出部１は、
前方予測のフレーム数に従ったフレーム数前の入力画像
情報をフレームメモリ２から読出して、現入力画像情報
とを動きベクトル探索範囲について比較して動きベクト
ルを求める。又第１の演算部３は減算器として、又第２
の演算部９は加算器として機能するように制御され、フ
レーム間符号化が行われて送出され、又第２の演算部９
により復元された画像情報がフレームメモリ１０に蓄積
される。
前方予測のフレーム数に従ったフレーム数前の入力画像
情報をフレームメモリ２から読出して、現入力画像情報
とを動きベクトル探索範囲について比較して動きベクト
ルを求める。又第１の演算部３は減算器として、又第２
の演算部９は加算器として機能するように制御され、フ
レーム間符号化が行われて送出され、又第２の演算部９
により復元された画像情報がフレームメモリ１０に蓄積
される。
【００４４】又Ｂピクチャの場合は、ピクチャタイプ決
定部１４により、Ｉピクチャ又はＰピクチャとＰピクチ
ャとの間のＢピクチャの数が決まり、それに対応してフ
レームメモリ２が制御され、動き検出部１は、前方予測
と後方予測とによる動きベクトルを探索する。又第１，
第２の演算部３，９はＰピクチャの場合と同様に制御さ
れ、フレーム間符号化が行われて送出される。又フレー
ムメモリ１０は、前方予測用と後方予測用と両バンクを
用いるものである。又図示を省略しているが、ピクチャ
タイプやフレーム間距離等の補助情報を送出する構成を
備えているものである。
定部１４により、Ｉピクチャ又はＰピクチャとＰピクチ
ャとの間のＢピクチャの数が決まり、それに対応してフ
レームメモリ２が制御され、動き検出部１は、前方予測
と後方予測とによる動きベクトルを探索する。又第１，
第２の演算部３，９はＰピクチャの場合と同様に制御さ
れ、フレーム間符号化が行われて送出される。又フレー
ムメモリ１０は、前方予測用と後方予測用と両バンクを
用いるものである。又図示を省略しているが、ピクチャ
タイプやフレーム間距離等の補助情報を送出する構成を
備えているものである。
【００４５】又本発明は前述の各実施の形態にのみ限定
されるものではなく、種々付加変更することができるも
のであり、例えば、参照フレームと予測対象フレーム
（前方予測フレーム又は両方向予測フレーム）とのフレ
ーム間差分を求め、その差分の絶対値和を求め、この値
と予め設定した一定値とを比較し、この値が一定値を越
えている場合は、フレーム間距離の制御を行わないよう
に、ピクチャタイプ決定部１４等が制御するように構成
することができる。
されるものではなく、種々付加変更することができるも
のであり、例えば、参照フレームと予測対象フレーム
（前方予測フレーム又は両方向予測フレーム）とのフレ
ーム間差分を求め、その差分の絶対値和を求め、この値
と予め設定した一定値とを比較し、この値が一定値を越
えている場合は、フレーム間距離の制御を行わないよう
に、ピクチャタイプ決定部１４等が制御するように構成
することができる。
【００４６】又前方予測フレームとその予測結果との差
分の絶対値和或いは両方向予測フレームとその予測結果
との差分の絶対値和を求め、この値と予め設定した一定
値とを比較し、この値が一定値を越えている場合は、参
照フレームと予測対象フレームとの間のフレーム間距離
を短縮するように制御する。従って、動きベクトル探索
範囲を確保できるようにフレーム間距離を小さくするこ
とができる。
分の絶対値和或いは両方向予測フレームとその予測結果
との差分の絶対値和を求め、この値と予め設定した一定
値とを比較し、この値が一定値を越えている場合は、参
照フレームと予測対象フレームとの間のフレーム間距離
を短縮するように制御する。従って、動きベクトル探索
範囲を確保できるようにフレーム間距離を小さくするこ
とができる。
【００４７】又フレーム間制御に於いては、フレーム間
距離を、装置に於いて取り得る最大値から処理を開始す
ることができる。例えば、前方予測フレーム間距離をＭ
とし、この前方予測フレーム間距離Ｍの取り得る最大値
を３とし、６フレーム単位で前方予測フレーム間距離Ｍ
の切替えを行う場合の初期値Ｍ＝１及びＭ＝２とした場
合について、図７を参照して説明する。
距離を、装置に於いて取り得る最大値から処理を開始す
ることができる。例えば、前方予測フレーム間距離をＭ
とし、この前方予測フレーム間距離Ｍの取り得る最大値
を３とし、６フレーム単位で前方予測フレーム間距離Ｍ
の切替えを行う場合の初期値Ｍ＝１及びＭ＝２とした場
合について、図７を参照して説明する。
【００４８】図７に於いて、ａは入力画面のＩ，Ｐ，Ｂ
ピクチャ、ｂは動きベクトル探索画面のＩ，Ｐ，Ｂピク
チャを示し、各ピクチャの数字はフレーム番号を示す。
例えば、Ｉ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｂ６
は、フレーム番号０のＩピクチャ、フレーム番号１〜５
のＰピクチャ、フレーム番号６のＢピクチャを示す。又
図７の（Ａ）は、Ｍ＝１の初期値からＭ＝２，Ｍ＝１に
フレーム間距離を切替える場合を示し、又（Ｂ）はＭ＝
１の初期値からＭ＝２，Ｍ＝３にフレーム間距離を切替
える場合を示す。又動きベクトル探索画面ｂの×印は、
動きベクトル探索画面が存在しないフレーム期間を示
す。
ピクチャ、ｂは動きベクトル探索画面のＩ，Ｐ，Ｂピク
チャを示し、各ピクチャの数字はフレーム番号を示す。
例えば、Ｉ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｂ６
は、フレーム番号０のＩピクチャ、フレーム番号１〜５
のＰピクチャ、フレーム番号６のＢピクチャを示す。又
図７の（Ａ）は、Ｍ＝１の初期値からＭ＝２，Ｍ＝１に
フレーム間距離を切替える場合を示し、又（Ｂ）はＭ＝
１の初期値からＭ＝２，Ｍ＝３にフレーム間距離を切替
える場合を示す。又動きベクトル探索画面ｂの×印は、
動きベクトル探索画面が存在しないフレーム期間を示
す。
【００４９】初期値をＭ＝１として動きベクトル探索を
開始する場合、（Ａ）に於いては、初期値を越えてＭ＝
２に切替えた後に、×印で示すように、動きベクトル探
索画面が存在しないフレーム期間が発生し、又（Ｂ）に
於いては、初期値を越えてＭ＝２に切替えた後と、Ｍ＝
３に切替えた後とに於いて、×印で示すように、動きベ
クトル探索画面が存在しないフレーム期間が発生する。
開始する場合、（Ａ）に於いては、初期値を越えてＭ＝
２に切替えた後に、×印で示すように、動きベクトル探
索画面が存在しないフレーム期間が発生し、又（Ｂ）に
於いては、初期値を越えてＭ＝２に切替えた後と、Ｍ＝
３に切替えた後とに於いて、×印で示すように、動きベ
クトル探索画面が存在しないフレーム期間が発生する。
【００５０】又図７の（Ｃ）は、Ｍ＝２の初期値から動
きベクトル探索を開始した場合を示し、この場合も、初
期値のＭ＝２を越えてＭ＝３に切替えた後に、×印で示
すように、動きベクトル探索画面が存在しないフレーム
期間が発生する。
きベクトル探索を開始した場合を示し、この場合も、初
期値のＭ＝２を越えてＭ＝３に切替えた後に、×印で示
すように、動きベクトル探索画面が存在しないフレーム
期間が発生する。
【００５１】これに対して、フレーム間距離Ｍを、動き
ベクトル探索の為に取り得る最大値のＭ＝３を初期とし
た場合、図８の（Ｄ），（Ｅ）又は図９の（Ｆ）に示す
ものとなる。各図に於いて図７と同一符号は同一内容を
示し、図８の（Ｄ）は、Ｍ＝３→Ｍ＝２→Ｍ＝３→Ｍ＝
２→Ｍ＝１の順にフレーム間距離Ｍが切替えられる場合
を示し、図８の（Ｅ）は、Ｍ＝３→Ｍ＝２→Ｍ＝１→Ｍ
＝２→Ｍ＝１→Ｍ＝２の順にフレーム間距離Ｍが切替え
られる場合を示す。又図９の（Ｆ）は、Ｍ＝３→Ｍ＝２
→Ｍ＝１→Ｍ＝２→Ｍ＝３→Ｍ＝２の順にフレーム間距
離Ｍが切替えられる場合を示す。
ベクトル探索の為に取り得る最大値のＭ＝３を初期とし
た場合、図８の（Ｄ），（Ｅ）又は図９の（Ｆ）に示す
ものとなる。各図に於いて図７と同一符号は同一内容を
示し、図８の（Ｄ）は、Ｍ＝３→Ｍ＝２→Ｍ＝３→Ｍ＝
２→Ｍ＝１の順にフレーム間距離Ｍが切替えられる場合
を示し、図８の（Ｅ）は、Ｍ＝３→Ｍ＝２→Ｍ＝１→Ｍ
＝２→Ｍ＝１→Ｍ＝２の順にフレーム間距離Ｍが切替え
られる場合を示す。又図９の（Ｆ）は、Ｍ＝３→Ｍ＝２
→Ｍ＝１→Ｍ＝２→Ｍ＝３→Ｍ＝２の順にフレーム間距
離Ｍが切替えられる場合を示す。
【００５２】フレーム間距離Ｍを、取り得る最大値を初
期値としていることにより、動きベクトル探索開始可能
時間が予め最大となり、図８及び図９に示すように、フ
レーム間距離Ｍが切替えられても、動きベクトル探索画
面が存在しないようなフレーム期間が発生しない。な
お、フレーム間距離Ｍを±１の変化とした場合を示す
が、最大値のフレーム間距離Ｍを初期値とした場合は、
フレーム間距離Ｍを±２の変化とした場合でも、動きベ
クトル探索画面が存在しないフレーム期間は発生しない
ものとなる。
期値としていることにより、動きベクトル探索開始可能
時間が予め最大となり、図８及び図９に示すように、フ
レーム間距離Ｍが切替えられても、動きベクトル探索画
面が存在しないようなフレーム期間が発生しない。な
お、フレーム間距離Ｍを±１の変化とした場合を示す
が、最大値のフレーム間距離Ｍを初期値とした場合は、
フレーム間距離Ｍを±２の変化とした場合でも、動きベ
クトル探索画面が存在しないフレーム期間は発生しない
ものとなる。
【００５３】このような処理可能のフレームが存在しな
い期間が発生しても、動きベクトル探索には本質的な影
響はないが、実際の画像処理装置に於いては、動きベク
トル探索画面が存在しないことによる処理の不連続は、
安定動作上、望ましくないものである。従って、前述の
ように、フレーム間距離Ｍを取り得る最大値として動き
ベクトル探索を開始することによって、処理の連続性を
保証することができる。又画像の性質が予め推測できる
場合は、最も多く発生することが推測されるフレーム間
距離を初期設定することもできる。
い期間が発生しても、動きベクトル探索には本質的な影
響はないが、実際の画像処理装置に於いては、動きベク
トル探索画面が存在しないことによる処理の不連続は、
安定動作上、望ましくないものである。従って、前述の
ように、フレーム間距離Ｍを取り得る最大値として動き
ベクトル探索を開始することによって、処理の連続性を
保証することができる。又画像の性質が予め推測できる
場合は、最も多く発生することが推測されるフレーム間
距離を初期設定することもできる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、通常の
動画像に於いては、短時間内のフレーム間の動きの大き
さの変化が少ないという画像の性質を利用し、前方予測
と両方向予測とを併用する符号化方式に於いて、探索済
みの動きベクトルを基に、動きベクトル探索範囲が充分
に確保できるフレーム間距離を求めるものであり、動き
ベクトルが小さい場合は、フレーム間距離を大きくして
も、ハードウェアの処理能力等により定まる動きベクト
ル探索範囲を充分に確保できるから、フレーム間距離を
増加して、予測効率の良い両方向予測を行うフレームの
割合を増加できる利点がある。
動画像に於いては、短時間内のフレーム間の動きの大き
さの変化が少ないという画像の性質を利用し、前方予測
と両方向予測とを併用する符号化方式に於いて、探索済
みの動きベクトルを基に、動きベクトル探索範囲が充分
に確保できるフレーム間距離を求めるものであり、動き
ベクトルが小さい場合は、フレーム間距離を大きくして
も、ハードウェアの処理能力等により定まる動きベクト
ル探索範囲を充分に確保できるから、フレーム間距離を
増加して、予測効率の良い両方向予測を行うフレームの
割合を増加できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の前方予測の説明図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施の形態のフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の両方向予測の説明図であ
る。
る。
【図５】本発明の実施の形態の両方向予測フレームの動
きベクトル探索結果と両方向予測フレームの探索範囲の
説明図である。
きベクトル探索結果と両方向予測フレームの探索範囲の
説明図である。
【図６】本発明の実施の形態の要部機能ブロック図であ
る。
る。
【図７】前方予測フレーム間距離の説明図である。
【図８】前方予測フレーム間距離の説明図である。
【図９】前方予測フレーム間距離の説明図である。
【図１０】前方予測の説明図である。
【図１１】両方向予測の説明図である。
Ｏ 参照（基準）フレーム Ｆ1 現在両方向予測を行っているフレーム Ｆ2 現在前方予測を行っているフレーム Ｆ3 現在両方向予測を行う予定のフレーム Ｆ4 現在前方予測を行う予定で、両方向予測に変更し
たいフレーム Ｆ5 フレームＦ2 からの前方予測に変更したいフレー
ム
たいフレーム Ｆ5 フレームＦ2 からの前方予測に変更したいフレー
ム
Claims (10)
- 【請求項１】 前方予測と両方向予測とを併用するフレ
ーム間動き補償予測による画像情報の予測符号化に於い
て、 前方予測フレームで求めた動きベクトルを、フレーム間
距離を増加させたと仮定した場合のフレームにスケール
アップして、前方予測を行うフレーム間距離を増加させ
ても動きベクトル探索範囲が充分に確保できるか否かを
判定し、該判定結果により、前方予測を行うフレームの
距離を増減する過程を含むことを特徴とする動きベクト
ル探索方法。 - 【請求項２】 現在のフレームＰN でＮフレーム前の参
照フレームから前方予測を行う時に、該参照フレームか
らＭ（＞Ｎ）フレーム離れたフレームＰM の動きベクト
ルの水平又は垂直方向の探索可能範囲をｘlM＜ｘ＜ｘuM
とした時に、フレームＰN 内で検出される動きベクトル
の水平成分又は垂直成分ｘが、 〔（Ｎ・ｘlM）／Ｍ〕＜ｘ＜〔（Ｎ・ｘuM）／Ｍ〕 の範囲であるものの割合が一定値を越えている場合に、
現在のフレームＰN 以降のフレームの前方予測を行うフ
レーム間距離を、前記Ｍフレームに変更する過程を含む
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。 - 【請求項３】 前方予測と両方向予測とを併用するフレ
ーム間動き補償予測による画像情報の予測符号化に於い
て、 前方予測フレームで求めた動きベクトルを、フレーム間
距離を増加させたと仮定した場合の両方向予測フレーム
に対して、フレーム間距離に対応してスケールアップ或
いはスケールダウンし、両方向予測を行うフレーム間距
離を増加させても動きベクトル探索範囲が充分に確保で
きるか否かを判定し、該判定結果により、両方向予測フ
レーム数を増減する過程を含むことを特徴とする動きベ
クトル探索方法。 - 【請求項４】 参照フレームからｎフレーム後の両方向
予測フレームについて、前記参照フレームからＮフレー
ム後の前方予測フレームに於いて検出した動きベクトル
の水平又は垂直成分をｘとし、前記参照フレームからＭ
フレーム後の前方予測を行う予定のフレームの動きベク
トルの水平又は垂直方向の探索可能範囲をｘnlb ＜ｘ＜
ｘnub とした時、 〔（Ｎ・ｘnlb ）／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ＜〔（Ｎ・
ｘnub ）／（Ｍ−ｎ）〕 の範囲であるものの割合が一定値を越えている場合に、
以降のフレームの前方予測を行うフレーム間距離をＭと
する過程を含むことを特徴とする請求項３記載の動きベ
クトル探索方法。 - 【請求項５】 前方予測と両方向予測とを併用するフレ
ーム間動き補償予測による画像情報の予測符号化に於い
て、 両方向予測で求めた動きベクトルをフレーム間距離を増
加させたと仮定した場合の前方予測フレームに対してフ
レーム間距離に応じてスケールアップし、両方向予測フ
レーム数を増加させても動きベクトル探索範囲を充分に
確保できるか否かを判定し、該判定結果により、前方予
測を行うフレーム間距離及び両方向予測フレーム数を増
減する過程を含むことを特徴とする動きベクトル探索方
法。 - 【請求項６】 参照フレームからｎフレーム後の両方向
予測フレームに於いて前記参照フレームからＮフレーム
後のフレームを後方参照フレームとして検出した動きフ
レームの水平又は垂直成分をｘとし、前記参照フレーム
からＮフレーム後のフレームに於ける動きベクトルの水
平又は垂直の探索可能範囲をｘnlb ＜ｘ＜ｘnub とした
時、 〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnlb ｝／（Ｍ−ｎ）〕＜ｘ＜
〔｛（Ｎ−ｎ）・ｘnub ｝／（Ｍ−ｎ）〕 の範囲であるものの割合が一定値を越えている場合に、
以降のフレームの前方予測を行うフレーム間距離をＭと
する過程を含むことを特徴とする請求項５記載の動きベ
クトル探索方法。 - 【請求項７】 前記前方予測フレームの予測結果と、前
方予測フレームとの差分を求め、該差分が一定値を越え
た場合に、前方予測フレームと参照フレームとのフレー
ム間距離を短縮させる過程を含むことを特徴とする請求
項１乃至６の何れか１項記載の動きベクトル探索方法。 - 【請求項８】 前記両方向予測フレームの予測結果と、
両方向予測フレームとの差分を求め、該差分が一定値を
越えた場合に、前方予測フレームと参照フレームとのフ
レーム間距離を短縮させる過程を含むことを特徴とする
請求項１乃至６の何れか１項記載の動きベクトル探索方
法。 - 【請求項９】 参照フレームと予測対象のフレームとの
フレーム間差分が一定値を越えた場合に、フレーム間距
離の制御を行わないことを特徴とする請求項１乃至６の
何れか１項記載の動きベクトル探索方法。 - 【請求項１０】 前方予測を行うフレーム間距離を、該
フレーム間距離としてとり得る最大値から動きベクトル
探索処理を開始することを特徴とする請求項１乃至９の
何れか１項記載の動きベクトル探索方法。
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|---|---|---|---|
| JP10657796A JP3876392B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 動きベクトル探索方法 |
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| US08/716,877 US5894526A (en) | 1996-04-26 | 1996-09-20 | Method and device for detecting motion vectors |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10657796A JP3876392B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 動きベクトル探索方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09294266A true JPH09294266A (ja) | 1997-11-11 |
| JP3876392B2 JP3876392B2 (ja) | 2007-01-31 |
Family
ID=14437090
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|---|---|---|---|
| JP10657796A Expired - Fee Related JP3876392B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 動きベクトル探索方法 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0804034B1 (ja) |
| JP (1) | JP3876392B2 (ja) |
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| US6611558B1 (en) | 1999-10-26 | 2003-08-26 | Nec Corporation | Method and apparatus for coding moving picture |
| US6950465B1 (en) | 1999-05-18 | 2005-09-27 | Nec Corporation | Video coding by adaptively controlling the interval between successive predictive-coded frames according to magnitude of motion |
| JP2017118459A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 日本電信電話株式会社 | 映像符号化装置、映像符号化方法及び映像符号化プログラム |
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| EP0804034A3 (en) | 1998-05-20 |
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