JPH0955945A - 動きベクトル特定方法及び装置 - Google Patents
動きベクトル特定方法及び装置Info
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- JPH0955945A JPH0955945A JP7270507A JP27050795A JPH0955945A JP H0955945 A JPH0955945 A JP H0955945A JP 7270507 A JP7270507 A JP 7270507A JP 27050795 A JP27050795 A JP 27050795A JP H0955945 A JPH0955945 A JP H0955945A
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- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
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- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 時分割階層的動き推定法を用い、ハードウ
ェアの負担を軽減させ得る動きベクトル特定方法及び装
置を提供すること。 【解決手段】 本発明の動きベクトル特定方法は、現
フレームの各探索ブロックに対する探索領域を階層的な
複数の探索エリアに分割し、最高階層の探索エリアから
順に動き推定をすることを特徴とする。各階層の探索エ
リアに対する動き推定は、探索ブロックとの間のエラー
関数値が最小となる候補ブロックを求めることによりな
され、その候補ブロックと探索ブロックとの間の変位が
その階層の動きベクトルとなる。求めた最小エラー関数
値が各階層の閾値以下の場合はその探索ブロックに対す
る動き推定はそこで終了し、最小エラー関数値が閾値よ
り大きい場合は、より低い階層の探索エリアに対して更
に動き推定がなされる。
ェアの負担を軽減させ得る動きベクトル特定方法及び装
置を提供すること。 【解決手段】 本発明の動きベクトル特定方法は、現
フレームの各探索ブロックに対する探索領域を階層的な
複数の探索エリアに分割し、最高階層の探索エリアから
順に動き推定をすることを特徴とする。各階層の探索エ
リアに対する動き推定は、探索ブロックとの間のエラー
関数値が最小となる候補ブロックを求めることによりな
され、その候補ブロックと探索ブロックとの間の変位が
その階層の動きベクトルとなる。求めた最小エラー関数
値が各階層の閾値以下の場合はその探索ブロックに対す
る動き推定はそこで終了し、最小エラー関数値が閾値よ
り大きい場合は、より低い階層の探索エリアに対して更
に動き推定がなされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動きベクトルを特
定するための方法及び装置に関する。特に、時分割階層
的動き推定法（ｔｉｍｅ−ｓｈａｒｉｎｇ ｈｉｅｒａ
ｃｈｉｃａｌ ｍｏｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ
ａｐｐｒｏａｃｈ）を用いて２つの連続するビデオフレ
ームから動きベクトルを特定するための改善された方法
及び装置に関する。
定するための方法及び装置に関する。特に、時分割階層
的動き推定法（ｔｉｍｅ−ｓｈａｒｉｎｇ ｈｉｅｒａ
ｃｈｉｃａｌ ｍｏｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ
ａｐｐｒｏａｃｈ）を用いて２つの連続するビデオフレ
ームから動きベクトルを特定するための改善された方法
及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、従来のディジタル映像信
号の伝送は、アナログ信号の伝送より良好な画質を保持
しうる。一連のイメージ「フレーム」からなる映像信号
がディジタル信号として表現される場合、特に、高精細
度テレビ（ＨＤＴＶ）システムの場合、大量のデータが
伝送されなければならない。しかし、従来の伝送チャネ
ルの使用可能な周波数領域は制限されているので、その
大量のディジタルデータを伝送するためには、伝送すべ
きデータを圧縮してその量を低減する必要がある。多様
な圧縮技法のうち、確率的符号化技法と、時間的、空間
的圧縮技法とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド符
号化技法が最も効率的なものとして知られている。
号の伝送は、アナログ信号の伝送より良好な画質を保持
しうる。一連のイメージ「フレーム」からなる映像信号
がディジタル信号として表現される場合、特に、高精細
度テレビ（ＨＤＴＶ）システムの場合、大量のデータが
伝送されなければならない。しかし、従来の伝送チャネ
ルの使用可能な周波数領域は制限されているので、その
大量のディジタルデータを伝送するためには、伝送すべ
きデータを圧縮してその量を低減する必要がある。多様
な圧縮技法のうち、確率的符号化技法と、時間的、空間
的圧縮技法とを組み合わせた、いわゆるハイブリッド符
号化技法が最も効率的なものとして知られている。
【０００３】殆どのハイブリッド符号化技法は、動き補
償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣＴ（離
散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化、及びＶＬＣ
（可変長符号化）などを用いる。
償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣＴ（離
散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化、及びＶＬＣ
（可変長符号化）などを用いる。
【０００４】この動き補償ＤＰＣＭは、現フレームと前
フレームとの間の物体の動きを特定し、物体の動きに応
じて現フレームを予測して、現フレームとその予測値と
の間の差を表すエラー（差分）信号を生成する方法であ
る。
フレームとの間の物体の動きを特定し、物体の動きに応
じて現フレームを予測して、現フレームとその予測値と
の間の差を表すエラー（差分）信号を生成する方法であ
る。
【０００５】動き補償ＤＰＣＭデータなどの映像データ
の間の空間的冗長度を除去するか、あるいは低減する２
次元ＤＣＴは、１ブロックのディジタル映像データ（例
えば、８×８画素よりなるブロック）を１セットの変換
係数データに変換する。このような方法は、例えば、Ch
en及びPrattの論文“「Scene Adaptive Coder」,IEEETr
ansactions on Communications,COM-32,NO.3,225-232頁
（1984年3月）”に開示されている。そのような変換係
数のデータを量子化器、ジグザグスキャナ及びＶＬＣに
て処理することによって、伝送すべきデータの量を効果
的に圧縮できる。
の間の空間的冗長度を除去するか、あるいは低減する２
次元ＤＣＴは、１ブロックのディジタル映像データ（例
えば、８×８画素よりなるブロック）を１セットの変換
係数データに変換する。このような方法は、例えば、Ch
en及びPrattの論文“「Scene Adaptive Coder」,IEEETr
ansactions on Communications,COM-32,NO.3,225-232頁
（1984年3月）”に開示されている。そのような変換係
数のデータを量子化器、ジグザグスキャナ及びＶＬＣに
て処理することによって、伝送すべきデータの量を効果
的に圧縮できる。
【０００６】詳述すると、動き補償ＤＰＣＭに於いて
は、現フレームと前フレームとの間で推定された物体の
動きに基づいて、現フレームをその対応する前フレーム
から予測する。このような推定された動きは、前フレー
ムと現フレームとの間の画素の変位を表す２次元動きベ
クトルにより表すことができる。映像信号内の物体の変
位を推定するのに主に用いられる方法の中の一つは、ブ
ロック整合法である。このブロック整合法によれば、現
フレームは複数の探索ブロックに分割される。一つの探
索ブロックの大きさは典型的には８×８画素乃至３２×
３２画素である。現フレームに於ける探索ブロックに対
する動きベクトルを特定するために、一般に現フレーム
の探索ブロックより大きい前フレーム内の探索領域に含
まれる複数の同一の大きさの候補ブロックとの間で類似
度が計算される。その場合、平均絶対エラー（ＭＡＥ）
または平均２乗エラー（ＭＳＥ）などのエラー関数が、
現フレームの探索ブロックと探索領域内の各候補ブロッ
クとの間の類似度を測定するのに用いられる。また、定
義によれば、動きベクトルは、探索ブロックと最小のエ
ラー関数値をもたらす候補ブロックとの間の変位を表
す。探索ブロックをその対応する探索領域内の全ての候
補ブロックと比較するには（即ち、フル（ｆｕｌｌ）探
索ブロック整合）、大量の計算をする必要があり、リア
ルタイムの処理のためには多数のプロセッサ及び／また
は高速の処理能力を有する複雑なハードウェアが必要で
ある。
は、現フレームと前フレームとの間で推定された物体の
動きに基づいて、現フレームをその対応する前フレーム
から予測する。このような推定された動きは、前フレー
ムと現フレームとの間の画素の変位を表す２次元動きベ
クトルにより表すことができる。映像信号内の物体の変
位を推定するのに主に用いられる方法の中の一つは、ブ
ロック整合法である。このブロック整合法によれば、現
フレームは複数の探索ブロックに分割される。一つの探
索ブロックの大きさは典型的には８×８画素乃至３２×
３２画素である。現フレームに於ける探索ブロックに対
する動きベクトルを特定するために、一般に現フレーム
の探索ブロックより大きい前フレーム内の探索領域に含
まれる複数の同一の大きさの候補ブロックとの間で類似
度が計算される。その場合、平均絶対エラー（ＭＡＥ）
または平均２乗エラー（ＭＳＥ）などのエラー関数が、
現フレームの探索ブロックと探索領域内の各候補ブロッ
クとの間の類似度を測定するのに用いられる。また、定
義によれば、動きベクトルは、探索ブロックと最小のエ
ラー関数値をもたらす候補ブロックとの間の変位を表
す。探索ブロックをその対応する探索領域内の全ての候
補ブロックと比較するには（即ち、フル（ｆｕｌｌ）探
索ブロック整合）、大量の計算をする必要があり、リア
ルタイムの処理のためには多数のプロセッサ及び／また
は高速の処理能力を有する複雑なハードウェアが必要で
ある。
【０００７】フル探索ブロック整合過程に於いて要求さ
れる大量の計算に関連して、簡略化されたアルゴリズム
が開示されている（例えば、J.R.Jainらの論文“「Disp
lacement Measurement and Its Application in Interf
rame image Coding」,IEEE Transactions of Communica
tions COM-29,NO.1799-1808頁（1981年12月）”参
照）。この論文で提案された簡略化されたアルゴリズム
では、最小歪曲をもたらす動きの方向を探索する。この
ような探索過程は探索領域を順次細分化することによっ
て行われる。最初の探索過程では、探索領域内の予め定
められた位置に置かれた５個の候補ブロックのうち、最
小のエラー関数値をもたらす一つの候補ブロックが検知
される。最小のエラー関数値を有する候補ブロックが検
知された後、同様の過程が検知された候補ブロックによ
り特定される探索エリア上の予め定められた位置にある
５個の候補ブロックに対して繰り返される。このような
過程は、探索エリアが３×３の大きさの候補ブロックに
縮小されるまで繰り返される。最終過程に於いては、９
個の候補ブロックのうち最小のエラー関数値をもたらす
候補ブロックが、探索ブロックの最も類似した候補ブロ
ックとして特定され、それらの間の変位が探索ブロック
の動きベクトルとして定められる。
れる大量の計算に関連して、簡略化されたアルゴリズム
が開示されている（例えば、J.R.Jainらの論文“「Disp
lacement Measurement and Its Application in Interf
rame image Coding」,IEEE Transactions of Communica
tions COM-29,NO.1799-1808頁（1981年12月）”参
照）。この論文で提案された簡略化されたアルゴリズム
では、最小歪曲をもたらす動きの方向を探索する。この
ような探索過程は探索領域を順次細分化することによっ
て行われる。最初の探索過程では、探索領域内の予め定
められた位置に置かれた５個の候補ブロックのうち、最
小のエラー関数値をもたらす一つの候補ブロックが検知
される。最小のエラー関数値を有する候補ブロックが検
知された後、同様の過程が検知された候補ブロックによ
り特定される探索エリア上の予め定められた位置にある
５個の候補ブロックに対して繰り返される。このような
過程は、探索エリアが３×３の大きさの候補ブロックに
縮小されるまで繰り返される。最終過程に於いては、９
個の候補ブロックのうち最小のエラー関数値をもたらす
候補ブロックが、探索ブロックの最も類似した候補ブロ
ックとして特定され、それらの間の変位が探索ブロック
の動きベクトルとして定められる。
【０００８】このような簡略化された探索方法により、
計算上の負担やハードウェアの負担を軽減することはで
きるが、特定された動きベクトルが、フル探索ブロック
整合に於いて求められる最も類似した候補ブロックでは
なく、局所的な最小エラー関数値を有する候補ブロック
を反映することがあるため、この方法では常に最適なブ
ロック整合がなされるとはいえない。
計算上の負担やハードウェアの負担を軽減することはで
きるが、特定された動きベクトルが、フル探索ブロック
整合に於いて求められる最も類似した候補ブロックでは
なく、局所的な最小エラー関数値を有する候補ブロック
を反映することがあるため、この方法では常に最適なブ
ロック整合がなされるとはいえない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、時分割階層的動き推定法を用いてハードウェア
の負担を軽減させ得る動きベクトル特定方法及び装置を
提供することである。各階層に於ける各探索ブロックの
動きベクトルは、その探索ブロックに対応する探索領域
内に含まれる予め定められた各階層の探索エリア内で探
索される。
目的は、時分割階層的動き推定法を用いてハードウェア
の負担を軽減させ得る動きベクトル特定方法及び装置を
提供することである。各階層に於ける各探索ブロックの
動きベクトルは、その探索ブロックに対応する探索領域
内に含まれる予め定められた各階層の探索エリア内で探
索される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、時分割多重階層的動き推定法を
用いて、現フレームと前フレームとの間の動きベクトル
を該現フレームの処理時間内に特定する方法であって、
前記現フレームは同一の大きさを有する複数の探索ブロ
ックに分割され、前記前フレームは対応する数の探索領
域に分割され、前記探索領域の各々は同一の大きさを有
する複数の候補ブロックにさらに分割され、前記候補ブ
ロックは最高階層から最低階層までの異なる階層の複数
の探索エリアにグループ分けされており、前記現フレー
ムに於ける前記探索ブロックの各々に対して、対応する
前記最高階層の探索エリアに対する動きベクトルを求め
る過程であって、前記動きベクトルは、探索ブロックの
各々と対応する前記最高階層の探索エリア内の最小エラ
ー関数値をもたらす候補ブロックとの間の変位として求
められる第１過程と、前記探索ブロックの各々に対する
前記最小エラー関数値と動きベクトルとをメモリに格納
する第２過程と、前記探索ブロックの各々に対する最小
エラー関数値と前記最高階層の閾値とを比較して、最小
エラー関数値が前記最高階層の閾値より大きい探索ブロ
ックを、選択された探索ブロックとして選択する第３過
程と、前記選択された探索ブロックの各々に対して、対
応するより低い階層の探索エリアに対し動きベクトルを
求める過程であって、前記より低い階層の動きベクトル
は、前記選択された各探索ブロックと対応する前記より
低い階層の探索エリア内の最小エラー関数値をもたらす
候補ブロックとの間の変位として求められる第４過程
と、前記選択された探索ブロックの各々に対して、前記
メモリに格納された最小エラー関数値と前記より低い階
層の最小エラー関数値の内より小さい値を有する最小エ
ラー関数値を選択すると共に、前記選択された探索ブロ
ックの各々に対して選択された最小エラー関数値を表す
選択信号を発生する第５過程と、前記選択された探索ブ
ロックの各々に対する前記メモリに格納された最小エラ
ー関数値を、前記選択された最小エラー関数値で更新す
る第６過程と、前記選択信号に応じて、前記選択された
最小エラー関数値に対応する動きベクトルを、前記選択
された探索ブロックの各々に対して選択された動きベク
トルとして選択する第７過程と、前記選択された探索ブ
ロックの各々に対する前記メモリ格納された動きベクト
ルを、前記選択された動きベクトルで更新する第８過程
と、前記選択された各探索ブロックに対する前記選択さ
れた最小エラー関数値と前記より低い階層の閾値とを比
較して、選択された最小エラー関数値が前記より低い階
層の閾値より大きい探索ブロックを、更により低い階層
の探索エリア対して動き推定を行う選択された探索ブロ
ックとして選択する第９過程とを含み、前記第８過程に
於ける動きベクトル更新過程が最低階層に対する動き推
定で選択された動きベクトルによって行われるか、ある
いは前記フレーム処理時間が全て経過するまで、前記第
９過程で選択された探索ブロックに対し前記第４過程乃
至第９過程を繰り返し、繰り返し終了時に前記メモリに
格納にされている動きベクトルを前記現フレームの動き
ベクトルとして求めることを特徴とする動きベクトル特
定方法が提供される。
めに、本発明によれば、時分割多重階層的動き推定法を
用いて、現フレームと前フレームとの間の動きベクトル
を該現フレームの処理時間内に特定する方法であって、
前記現フレームは同一の大きさを有する複数の探索ブロ
ックに分割され、前記前フレームは対応する数の探索領
域に分割され、前記探索領域の各々は同一の大きさを有
する複数の候補ブロックにさらに分割され、前記候補ブ
ロックは最高階層から最低階層までの異なる階層の複数
の探索エリアにグループ分けされており、前記現フレー
ムに於ける前記探索ブロックの各々に対して、対応する
前記最高階層の探索エリアに対する動きベクトルを求め
る過程であって、前記動きベクトルは、探索ブロックの
各々と対応する前記最高階層の探索エリア内の最小エラ
ー関数値をもたらす候補ブロックとの間の変位として求
められる第１過程と、前記探索ブロックの各々に対する
前記最小エラー関数値と動きベクトルとをメモリに格納
する第２過程と、前記探索ブロックの各々に対する最小
エラー関数値と前記最高階層の閾値とを比較して、最小
エラー関数値が前記最高階層の閾値より大きい探索ブロ
ックを、選択された探索ブロックとして選択する第３過
程と、前記選択された探索ブロックの各々に対して、対
応するより低い階層の探索エリアに対し動きベクトルを
求める過程であって、前記より低い階層の動きベクトル
は、前記選択された各探索ブロックと対応する前記より
低い階層の探索エリア内の最小エラー関数値をもたらす
候補ブロックとの間の変位として求められる第４過程
と、前記選択された探索ブロックの各々に対して、前記
メモリに格納された最小エラー関数値と前記より低い階
層の最小エラー関数値の内より小さい値を有する最小エ
ラー関数値を選択すると共に、前記選択された探索ブロ
ックの各々に対して選択された最小エラー関数値を表す
選択信号を発生する第５過程と、前記選択された探索ブ
ロックの各々に対する前記メモリに格納された最小エラ
ー関数値を、前記選択された最小エラー関数値で更新す
る第６過程と、前記選択信号に応じて、前記選択された
最小エラー関数値に対応する動きベクトルを、前記選択
された探索ブロックの各々に対して選択された動きベク
トルとして選択する第７過程と、前記選択された探索ブ
ロックの各々に対する前記メモリ格納された動きベクト
ルを、前記選択された動きベクトルで更新する第８過程
と、前記選択された各探索ブロックに対する前記選択さ
れた最小エラー関数値と前記より低い階層の閾値とを比
較して、選択された最小エラー関数値が前記より低い階
層の閾値より大きい探索ブロックを、更により低い階層
の探索エリア対して動き推定を行う選択された探索ブロ
ックとして選択する第９過程とを含み、前記第８過程に
於ける動きベクトル更新過程が最低階層に対する動き推
定で選択された動きベクトルによって行われるか、ある
いは前記フレーム処理時間が全て経過するまで、前記第
９過程で選択された探索ブロックに対し前記第４過程乃
至第９過程を繰り返し、繰り返し終了時に前記メモリに
格納にされている動きベクトルを前記現フレームの動き
ベクトルとして求めることを特徴とする動きベクトル特
定方法が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照しながらより詳しく説明する。
について図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１２】図１には、ディジタルビデオ信号を圧縮す
るための本発明の動き推定器１２を含む符号化システム
のブロック図が示されている。
るための本発明の動き推定器１２を含む符号化システム
のブロック図が示されている。
【００１３】現フレームデータは、入力ディジタルビデ
オ信号として減算器１８及び動き推定器１２に供給され
る。実際には、この入力ディジタルビデオ信号は、入力
メモリ（図示せず）からブロック単位で読出される。入
力メモリでは、ビデオ信号の各フレームは、ブロック単
位で処理しやすいように画素データの一連のブロックと
して格納される。入力ディジタルビデオ信号のブロック
の大きさは、典型的には８×８乃至３２×３２画素の範
囲にある。
オ信号として減算器１８及び動き推定器１２に供給され
る。実際には、この入力ディジタルビデオ信号は、入力
メモリ（図示せず）からブロック単位で読出される。入
力メモリでは、ビデオ信号の各フレームは、ブロック単
位で処理しやすいように画素データの一連のブロックと
して格納される。入力ディジタルビデオ信号のブロック
の大きさは、典型的には８×８乃至３２×３２画素の範
囲にある。
【００１４】本発明の動き推定器１２は、後に図２及び
図３を参照して説明されるように、本発明の時分割階層
的動き推定方法及び装置を用いて、各探索ブロックに対
する動きベクトルを特定する働きをする。現フレームの
全探索ブロックに対する動きベクトルが特定された後、
それらの動きベクトルは動き補償器１４及び可変長符号
化器（ＶＬＣ符号化器）３４に供給される。
図３を参照して説明されるように、本発明の時分割階層
的動き推定方法及び装置を用いて、各探索ブロックに対
する動きベクトルを特定する働きをする。現フレームの
全探索ブロックに対する動きベクトルが特定された後、
それらの動きベクトルは動き補償器１４及び可変長符号
化器（ＶＬＣ符号化器）３４に供給される。
【００１５】これらの動きベクトルに応じて、予測信号
（即ち、動きベクトルに対応する候補ブロックの画素デ
ータ）がフレームメモリ１６から取り出され、動き補償
器１４を介して、減算器１８及び加算器２８に供給され
る。動き補償器１４からの予測信号は、減算器１８にて
入力ディジタルビデオ信号から減算される、その結果デ
ータ、即ち、エラー信号は変換符号化器（例えば、ＤＣ
Ｔ符号化器２０）に加えられる。ここで、エラー信号
は、ブロック（例えば、８×８画素のブロック）単位で
変換係数（ＤＣＴ係数）に符号化される。本技術分野の
当業者であれば、本願に開示されたＤＣＴ符号化器の代
わりに他の変換符号化技法を用いることも可能であろ
う。
（即ち、動きベクトルに対応する候補ブロックの画素デ
ータ）がフレームメモリ１６から取り出され、動き補償
器１４を介して、減算器１８及び加算器２８に供給され
る。動き補償器１４からの予測信号は、減算器１８にて
入力ディジタルビデオ信号から減算される、その結果デ
ータ、即ち、エラー信号は変換符号化器（例えば、ＤＣ
Ｔ符号化器２０）に加えられる。ここで、エラー信号
は、ブロック（例えば、８×８画素のブロック）単位で
変換係数（ＤＣＴ係数）に符号化される。本技術分野の
当業者であれば、本願に開示されたＤＣＴ符号化器の代
わりに他の変換符号化技法を用いることも可能であろ
う。
【００１６】ＤＣＴ符号化器２０からのＤＣＴ係数は、
量子化器２２にて量子化された後、スキャナ３０及び逆
量子化器（ＩＱ）２４に供給される。ＩＱ２４に供給さ
れた量子化されたＤＣＴ係数は、そこでＤＣＴ係数に再
変換される。その後、これらの再変換されたＤＣＴ係数
は、逆離散的コサイン変換器（ＩＤＣＴ）２６に供給さ
れ、エラー信号に再変換される。加算器２８にて、これ
らの再変換されたエラー信号と動き補償器１４からの予
測信号とが加算され、フレームメモリ１６に書き込まれ
るべき再構成された現フレーム信号が生成される。
量子化器２２にて量子化された後、スキャナ３０及び逆
量子化器（ＩＱ）２４に供給される。ＩＱ２４に供給さ
れた量子化されたＤＣＴ係数は、そこでＤＣＴ係数に再
変換される。その後、これらの再変換されたＤＣＴ係数
は、逆離散的コサイン変換器（ＩＤＣＴ）２６に供給さ
れ、エラー信号に再変換される。加算器２８にて、これ
らの再変換されたエラー信号と動き補償器１４からの予
測信号とが加算され、フレームメモリ１６に書き込まれ
るべき再構成された現フレーム信号が生成される。
【００１７】一方、量子化器２２からスキャナ３０に伝
送された量子化されたＤＣＴ係数は、スキャナ３０に於
いて、ＶＬＣ符号化器３４のような統計的符号化器に適
した、例えばジグザグ式のような方式で、ＤＣＴ係数の
ＤＣ成分に対応する値から始めて順に走査される。ＶＬ
Ｃ符号化器３４は走査されたデータを１セットの可変長
符号化されたデータに変換する。このＶＬＣ符号化器３
４は基本的にルックアップ表である。即ち、ＶＬＣ符号
化器３４は、量子化されたＤＣＴ係数のゼロランレング
スとレベルからなるセットの各々とその可変長コードと
の間の関係を各々規定する複数のコードセットを有す
る。ここで、レベルは零でない値を意味し、ゼロランレ
ングスは走査の順番に於いてレベルに先行する連続した
零の総数を表す。本明細書に示されたＶＬＣの代わり
に、他の統計的符号化技法を用いることも可能であるこ
とに注意されたい。また、動き推定器１２からの動きベ
クトルもＶＬＣ符号化器３４により符号化される。ＶＬ
Ｃ符号化器３４からの符号化されたデータは、その伝送
のため、伝送器（図示せず）へ送られる。
送された量子化されたＤＣＴ係数は、スキャナ３０に於
いて、ＶＬＣ符号化器３４のような統計的符号化器に適
した、例えばジグザグ式のような方式で、ＤＣＴ係数の
ＤＣ成分に対応する値から始めて順に走査される。ＶＬ
Ｃ符号化器３４は走査されたデータを１セットの可変長
符号化されたデータに変換する。このＶＬＣ符号化器３
４は基本的にルックアップ表である。即ち、ＶＬＣ符号
化器３４は、量子化されたＤＣＴ係数のゼロランレング
スとレベルからなるセットの各々とその可変長コードと
の間の関係を各々規定する複数のコードセットを有す
る。ここで、レベルは零でない値を意味し、ゼロランレ
ングスは走査の順番に於いてレベルに先行する連続した
零の総数を表す。本明細書に示されたＶＬＣの代わり
に、他の統計的符号化技法を用いることも可能であるこ
とに注意されたい。また、動き推定器１２からの動きベ
クトルもＶＬＣ符号化器３４により符号化される。ＶＬ
Ｃ符号化器３４からの符号化されたデータは、その伝送
のため、伝送器（図示せず）へ送られる。
【００１８】図２及び図３を参照し、本発明の時分割階
層的動き推定について説明する。図２には、図１に示し
た動き推定器１２のブロック図が示されている。入力デ
ィジタルビデオ信号は第１フレームメモリ２１０に現フ
レーム信号として格納され、第２フレームメモリ２１２
に前フレーム信号として格納される。本発明によれば、
現フレームの動き推定は探索領域内の候補ブロックを、
複数（例えば、５個）の階層的探索エリアにグループ分
けすることによって行われる。
層的動き推定について説明する。図２には、図１に示し
た動き推定器１２のブロック図が示されている。入力デ
ィジタルビデオ信号は第１フレームメモリ２１０に現フ
レーム信号として格納され、第２フレームメモリ２１２
に前フレーム信号として格納される。本発明によれば、
現フレームの動き推定は探索領域内の候補ブロックを、
複数（例えば、５個）の階層的探索エリアにグループ分
けすることによって行われる。
【００１９】従来のブロック整合アルゴリズムによれ
ば、現フレームは例えば、１６×１６画素の同一の大き
さを有する複数の探索ブロックに分割される。各探索ブ
ロックに対する動きベクトルを特定するため、その探索
ブロックと前フレーム内の対応する探索領域内に含まれ
る同一の大きさを有する複数の各候補ブロックとの間で
類似度計算が行われる。探索領域は一般に探索ブロック
より大きく、予め定められた探索範囲、例えば水平及び
垂直方向へ±１２、±６画素の範囲に対応して定義され
る。
ば、現フレームは例えば、１６×１６画素の同一の大き
さを有する複数の探索ブロックに分割される。各探索ブ
ロックに対する動きベクトルを特定するため、その探索
ブロックと前フレーム内の対応する探索領域内に含まれ
る同一の大きさを有する複数の各候補ブロックとの間で
類似度計算が行われる。探索領域は一般に探索ブロック
より大きく、予め定められた探索範囲、例えば水平及び
垂直方向へ±１２、±６画素の範囲に対応して定義され
る。
【００２０】図３には、本発明の動き推定法で用い得る
階層的探索エリアの一例が示されている。同図に於い
て、ラインにて取り囲まれた各々の正方形は、例えば、
探索領域に含まれる候補ブロックの左上部のコーナーの
画素を表す。即ち、各画素は探索領域３００内に含まれ
る候補ブロックを代表している。本発明の好適実施例で
は、最大探索範囲は水平方向へ±１２画素、垂直方向へ
±６画素であり、探索領域３００は探索範囲に対応して
定義される領域から４個のコーナーの候補ブロックを除
いた３２１個の候補ブロックを含む。この探索領域３０
０は、３２１個の候補ブロックに対して本発明による時
分割階層的動き推定を適用するため、複数（例えば、５
個）の探索エリアに分けられる。ここで探索領域３００
の内部に示された数字０乃至４は、各階層的探索エリア
の階層（レベル）を表す。本発明の好ましい実施例によ
れば、図中、０と示されたレベル０の探索エリアは探索
ブロックと同一の位置に置かれた一つの候補ブロックを
含み、残りのレベル１乃至レベル４の探索エリアは各々
８０個の候補ブロックを含む。本発明に於いて、前述し
たのとは異なる候補ブロックを有するように各探索エリ
アを構成することもできることに注意されたい。
階層的探索エリアの一例が示されている。同図に於い
て、ラインにて取り囲まれた各々の正方形は、例えば、
探索領域に含まれる候補ブロックの左上部のコーナーの
画素を表す。即ち、各画素は探索領域３００内に含まれ
る候補ブロックを代表している。本発明の好適実施例で
は、最大探索範囲は水平方向へ±１２画素、垂直方向へ
±６画素であり、探索領域３００は探索範囲に対応して
定義される領域から４個のコーナーの候補ブロックを除
いた３２１個の候補ブロックを含む。この探索領域３０
０は、３２１個の候補ブロックに対して本発明による時
分割階層的動き推定を適用するため、複数（例えば、５
個）の探索エリアに分けられる。ここで探索領域３００
の内部に示された数字０乃至４は、各階層的探索エリア
の階層（レベル）を表す。本発明の好ましい実施例によ
れば、図中、０と示されたレベル０の探索エリアは探索
ブロックと同一の位置に置かれた一つの候補ブロックを
含み、残りのレベル１乃至レベル４の探索エリアは各々
８０個の候補ブロックを含む。本発明に於いて、前述し
たのとは異なる候補ブロックを有するように各探索エリ
アを構成することもできることに注意されたい。
【００２１】図２を参照されたい。本発明による現フレ
ームの階層的動き推定は、各探索ブロックの動き推定を
対応するレベル０の探索エリアに対して行うことから始
まる。レベル０の動き推定を行うために、メモリ制御部
２２０は各探索ブロックに対する読出しアドレスをブロ
ック位置メモリ２２２ヘ与えると共に、レベル０情報を
ラインＬ２０上へ送出する。ここで、読出しアドレス
は、各探索ブロックの位置データが存在するブロック位
置メモリ２２２中のアドレスを表す。この読出しアドレ
スに応じて、以後処理される探索ブロックの位置データ
がブロック位置メモリ２２２から取り出されて、フレー
ムアドレス発生器２４２、ＭＳＥ（平均２乗エラー）及
びＭＶ（動きベクトル）発生器２２４へ加えられる。こ
れらの位置データはバッファ２４０へも送られて一時的
に格納される。
ームの階層的動き推定は、各探索ブロックの動き推定を
対応するレベル０の探索エリアに対して行うことから始
まる。レベル０の動き推定を行うために、メモリ制御部
２２０は各探索ブロックに対する読出しアドレスをブロ
ック位置メモリ２２２ヘ与えると共に、レベル０情報を
ラインＬ２０上へ送出する。ここで、読出しアドレス
は、各探索ブロックの位置データが存在するブロック位
置メモリ２２２中のアドレスを表す。この読出しアドレ
スに応じて、以後処理される探索ブロックの位置データ
がブロック位置メモリ２２２から取り出されて、フレー
ムアドレス発生器２４２、ＭＳＥ（平均２乗エラー）及
びＭＶ（動きベクトル）発生器２２４へ加えられる。こ
れらの位置データはバッファ２４０へも送られて一時的
に格納される。
【００２２】その後、各探索ブロックの位置データとラ
インＬ２０上のレベル０情報とに応じて、フレームアド
レス発生器２４２は、各探索ブロックのアドレスデータ
を第１フレームメモリ２１０に、対応するレベル０の探
索エリア内の候補ブロックのアドレスデータを第２フレ
ームメモリ２１２にそれぞれ供給する。減算器２１６に
て、第２フレームメモリ２１２から取り出された候補ブ
ロックの画素データが、第１フレームメモリ２１０から
取り出された探索ブロックの画素データから減算された
後、その結果データ、即ち、それらの間の差分（エラ
ー）信号はＭＳＥブロック２１８へ供給され、ここでエ
ラー関数（例えば、差分信号のＭＳＥ）値が計算され
る。その後、各探索ブロックに対するＭＳＥ値は、スイ
ッチＳＷ１の入力端子Ａに加えられる。スイッチＳＷ１
はラインＬ２０上のレベル０情報に応じて、その入力端
子Ａを出力端子Ｃに接続する。一方、ラインＬ２０上の
レベル０情報に応じてスイッチＳＷ２の入力端子Ａと出
力端子Ｃも接続されて、入力端子Ａに供給されている各
探索ブロックに対する大きさ零の動きベクトルが、ＭＶ
メモリ２３４内に、レベル０の動きベクトルとして格納
される。
インＬ２０上のレベル０情報とに応じて、フレームアド
レス発生器２４２は、各探索ブロックのアドレスデータ
を第１フレームメモリ２１０に、対応するレベル０の探
索エリア内の候補ブロックのアドレスデータを第２フレ
ームメモリ２１２にそれぞれ供給する。減算器２１６に
て、第２フレームメモリ２１２から取り出された候補ブ
ロックの画素データが、第１フレームメモリ２１０から
取り出された探索ブロックの画素データから減算された
後、その結果データ、即ち、それらの間の差分（エラ
ー）信号はＭＳＥブロック２１８へ供給され、ここでエ
ラー関数（例えば、差分信号のＭＳＥ）値が計算され
る。その後、各探索ブロックに対するＭＳＥ値は、スイ
ッチＳＷ１の入力端子Ａに加えられる。スイッチＳＷ１
はラインＬ２０上のレベル０情報に応じて、その入力端
子Ａを出力端子Ｃに接続する。一方、ラインＬ２０上の
レベル０情報に応じてスイッチＳＷ２の入力端子Ａと出
力端子Ｃも接続されて、入力端子Ａに供給されている各
探索ブロックに対する大きさ零の動きベクトルが、ＭＶ
メモリ２３４内に、レベル０の動きベクトルとして格納
される。
【００２３】ＭＳＥ及びＭＶアドレス発生器２２４は、
ブロック位置メモリ２２２からの各探索ブロックの位置
データに応じて、必要なアドレスデータをＭＳＥメモリ
２２６及びＭＶメモリ２３４へ発生して、スイッチＳＷ
１及びＳＷ２の出力端子Ｃのデータが、ＭＳＥメモリ２
２６及びＭＶメモリ２３４の適切な格納領域に各々格納
されるようにする。
ブロック位置メモリ２２２からの各探索ブロックの位置
データに応じて、必要なアドレスデータをＭＳＥメモリ
２２６及びＭＶメモリ２３４へ発生して、スイッチＳＷ
１及びＳＷ２の出力端子Ｃのデータが、ＭＳＥメモリ２
２６及びＭＶメモリ２３４の適切な格納領域に各々格納
されるようにする。
【００２４】比較器２３０では、各探索ブロックに対す
るレベル０のＭＳＥ値を閾値更新器２２８からのレベル
０の閾値と比較する。各階層に於いて、ＭＳＥ値が閾値
より小さい場合、その探索ブロックに対する動き推定処
理はその階層で終了する。本発明の好ましい実施例によ
れば、閾値更新器２２８は予め定められたレベル０の閾
値を供給するが、他のレベルに対する閾値は、状況に応
じて更新する。即ち、これらの閾値は、処理されるべき
ジョブの量に対して適応的に調節される。これについて
は、後に詳述する。動きベクトルのより良好な推定につ
ながる限り、レベル０の閾値を、入力ディジタルビデオ
信号の特性（例えば、その分散）に従って調節してもよ
い。
るレベル０のＭＳＥ値を閾値更新器２２８からのレベル
０の閾値と比較する。各階層に於いて、ＭＳＥ値が閾値
より小さい場合、その探索ブロックに対する動き推定処
理はその階層で終了する。本発明の好ましい実施例によ
れば、閾値更新器２２８は予め定められたレベル０の閾
値を供給するが、他のレベルに対する閾値は、状況に応
じて更新する。即ち、これらの閾値は、処理されるべき
ジョブの量に対して適応的に調節される。これについて
は、後に詳述する。動きベクトルのより良好な推定につ
ながる限り、レベル０の閾値を、入力ディジタルビデオ
信号の特性（例えば、その分散）に従って調節してもよ
い。
【００２５】本発明の比較器２３０は、スイッチＳＷ１
の出力端子ＣのＭＳＥ値がレベル０の閾値より大きい場
合はハイレベルの比較信号を、そうでない場合はローレ
ベルの比較信号を、閾値更新器２２８、バッファ２４
０、及びメモリ制御部２２０へ供給する。比較器２３０
からのハイレベルの比較信号及びラインＬ２０上のレベ
ル０情報に応じて、閾値更新器２２８は、レベル０のＭ
ＳＥ値がレベル０の閾値より大きい探索ブロックの個数
を計数する。計数された数は次のより下位のレベル（即
ち、レベル１）の閾値を更新するのに用いられる。より
下位のレベルに対する閾値更新方法については後に詳述
する。
の出力端子ＣのＭＳＥ値がレベル０の閾値より大きい場
合はハイレベルの比較信号を、そうでない場合はローレ
ベルの比較信号を、閾値更新器２２８、バッファ２４
０、及びメモリ制御部２２０へ供給する。比較器２３０
からのハイレベルの比較信号及びラインＬ２０上のレベ
ル０情報に応じて、閾値更新器２２８は、レベル０のＭ
ＳＥ値がレベル０の閾値より大きい探索ブロックの個数
を計数する。計数された数は次のより下位のレベル（即
ち、レベル１）の閾値を更新するのに用いられる。より
下位のレベルに対する閾値更新方法については後に詳述
する。
【００２６】比較器２３０からの比較信号がハイレベル
の場合、メモリ制御部２２０はブロック位置メモリ２２
２へ書込みアドレスを発生し、バッファ２４０内に一時
的に格納されたレベル０の閾値より大きなＭＳＥ値を有
する探索ブロックの各々の位置データが、ブロック位置
メモリ２２２に書込まれるようにする。上述したように
して現フレーム内の全探索ブロックに対するレベル０の
動き推定が終了した時点で、ＭＳＥメモリ２２６は各探
索ブロックに対するＭＳＥ値を格納し、ＭＶメモリ２３
４は各探索ブロックに対する大きさ零の動きベクトルを
格納し、ブロック位置メモリ２２２は、レベル０のＭＳ
Ｅ値が予め定められたレベル０の閾値より大きい探索ブ
ロックの位置データを格納することとなる。
の場合、メモリ制御部２２０はブロック位置メモリ２２
２へ書込みアドレスを発生し、バッファ２４０内に一時
的に格納されたレベル０の閾値より大きなＭＳＥ値を有
する探索ブロックの各々の位置データが、ブロック位置
メモリ２２２に書込まれるようにする。上述したように
して現フレーム内の全探索ブロックに対するレベル０の
動き推定が終了した時点で、ＭＳＥメモリ２２６は各探
索ブロックに対するＭＳＥ値を格納し、ＭＶメモリ２３
４は各探索ブロックに対する大きさ零の動きベクトルを
格納し、ブロック位置メモリ２２２は、レベル０のＭＳ
Ｅ値が予め定められたレベル０の閾値より大きい探索ブ
ロックの位置データを格納することとなる。
【００２７】本発明のブロック位置メモリ２２２は、レ
ベル０の動き推定を行うことができるように、全ての探
索ブロックの位置データを予め格納すると共に、更に、
より下位のレベルの動き推定で処理される探索ブロック
の位置データを一時的に格納するためのメモリ空間を有
する。本発明の好ましい実施例によれば、予め格納され
た位置データ及びより下位のレベルの動き推定で用いら
れる一時的に格納される位置データは、効率的なメモリ
アクセスのため公知の円形キュー方式（circular queue
fashion）にてブロック位置メモリ２２２内に格納され
る。
ベル０の動き推定を行うことができるように、全ての探
索ブロックの位置データを予め格納すると共に、更に、
より下位のレベルの動き推定で処理される探索ブロック
の位置データを一時的に格納するためのメモリ空間を有
する。本発明の好ましい実施例によれば、予め格納され
た位置データ及びより下位のレベルの動き推定で用いら
れる一時的に格納される位置データは、効率的なメモリ
アクセスのため公知の円形キュー方式（circular queue
fashion）にてブロック位置メモリ２２２内に格納され
る。
【００２８】全探索ブロックに対するレベル０の動き推
定が終了すると、メモリ制御部２２０は、レベル１情報
をラインＬ２０上へ送出すると共に、レベル０のＭＳＥ
値が予め定められたレベル０の閾値より大きかった探索
ブロックの位置データが逐次取り出されるように読出し
アドレスを発生する。レベル１の動き推定過程に於いて
処理される各探索ブロックの位置データは、ブロック位
置メモリ２２２から取り出されて、フレームアドレス発
生器２４２、バッファ２４０、ＭＳＥ及びＭＶアドレス
発生器２２４へ供給される。
定が終了すると、メモリ制御部２２０は、レベル１情報
をラインＬ２０上へ送出すると共に、レベル０のＭＳＥ
値が予め定められたレベル０の閾値より大きかった探索
ブロックの位置データが逐次取り出されるように読出し
アドレスを発生する。レベル１の動き推定過程に於いて
処理される各探索ブロックの位置データは、ブロック位
置メモリ２２２から取り出されて、フレームアドレス発
生器２４２、バッファ２４０、ＭＳＥ及びＭＶアドレス
発生器２２４へ供給される。
【００２９】ブロック位置メモリ２２２からの位置デー
タとラインＬ２０上のレベル１情報とに応じて、フレー
ムアドレス発生器２４２は、処理される探索ブロックに
対応する第１セットのアドレスデータを第１フレームメ
モリ２１０へ、探索ブロックの対応するレベル１の探索
エリア内の候補ブロックの画素データを取り出すための
第２セットのアドレスデータを第２フレーム２１２へ供
給する。従来の動き推定技法を用いて、動き推定ユニッ
ト２１４は、第１フレームメモリ２１０からの各探索ブ
ロックの画素データと対応するレベル１の探索エリア内
の候補ブロックの画素データとに基づいて、各探索ブロ
ックのレベル１の動き推定を行い、レベル１の最小のＭ
ＳＥ値をＭＳＥ選択器２３２へ、対応する動きベクトル
をＭＶ選択器２３６へそれぞれ供給する。
タとラインＬ２０上のレベル１情報とに応じて、フレー
ムアドレス発生器２４２は、処理される探索ブロックに
対応する第１セットのアドレスデータを第１フレームメ
モリ２１０へ、探索ブロックの対応するレベル１の探索
エリア内の候補ブロックの画素データを取り出すための
第２セットのアドレスデータを第２フレーム２１２へ供
給する。従来の動き推定技法を用いて、動き推定ユニッ
ト２１４は、第１フレームメモリ２１０からの各探索ブ
ロックの画素データと対応するレベル１の探索エリア内
の候補ブロックの画素データとに基づいて、各探索ブロ
ックのレベル１の動き推定を行い、レベル１の最小のＭ
ＳＥ値をＭＳＥ選択器２３２へ、対応する動きベクトル
をＭＶ選択器２３６へそれぞれ供給する。
【００３０】その後、ＭＳＥ選択器２３２は、各探索ブ
ロックに対するレベル１の最小ＭＳＥ値と、ＭＳＥ及び
ＭＶアドレス発生器２２４からの信号に応じてＭＳＥメ
モリ２２６から取り出された同一の探索ブロックの前の
レベル（この場合レベル０）の動き推定終了時のＭＳＥ
値とを比較して、それらのＭＳＥ値の内より小さいＭＳ
Ｅ値を選択してスイッチＳＷ１の入力端子Ｂへ供給する
と共に、選択されたＭＳＥ値を表す選択信号をＭＶ選択
器２３６へ与える。もし、それらの２つのＭＳＥ値が同
一の値である場合は、より高いレベルのＭＳＥ値（この
場合、レベル０のＭＳＥ値）を選択する。ＭＳＥ選択器
２３２からの選択信号に応じて、ＭＶ選択器２３６は、
動き推定ユニット２１４からのレベル１の動きベクトル
と、ＭＳＥ及びＭＶアドレス発生器２２４によりＭＶメ
モリ２３４から取り出された前のレベル（この場合、レ
ベル０）の動き推定終了時の動きベクトルのうち一方
を、その探索ブロックに対するレベル１の動き推定終了
時点の動きベクトルとして選択して、スイッチＳＷ２の
入力端子Ｂへ供給する。
ロックに対するレベル１の最小ＭＳＥ値と、ＭＳＥ及び
ＭＶアドレス発生器２２４からの信号に応じてＭＳＥメ
モリ２２６から取り出された同一の探索ブロックの前の
レベル（この場合レベル０）の動き推定終了時のＭＳＥ
値とを比較して、それらのＭＳＥ値の内より小さいＭＳ
Ｅ値を選択してスイッチＳＷ１の入力端子Ｂへ供給する
と共に、選択されたＭＳＥ値を表す選択信号をＭＶ選択
器２３６へ与える。もし、それらの２つのＭＳＥ値が同
一の値である場合は、より高いレベルのＭＳＥ値（この
場合、レベル０のＭＳＥ値）を選択する。ＭＳＥ選択器
２３２からの選択信号に応じて、ＭＶ選択器２３６は、
動き推定ユニット２１４からのレベル１の動きベクトル
と、ＭＳＥ及びＭＶアドレス発生器２２４によりＭＶメ
モリ２３４から取り出された前のレベル（この場合、レ
ベル０）の動き推定終了時の動きベクトルのうち一方
を、その探索ブロックに対するレベル１の動き推定終了
時点の動きベクトルとして選択して、スイッチＳＷ２の
入力端子Ｂへ供給する。
【００３１】本発明の好ましい実施例によれば、レベル
０情報以外の他のレベル情報に応じて、スイッチＳＷ１
及びＳＷ２の各々の出力端子Ｃと入力端子Ｂとが接続さ
れ、出力端子Ｃ上の選択されたＭＳＥ値及び動きベクト
ルは、それぞれＭＳＥメモリ２２６、ＭＶメモリ２３４
に、そのレベルの動き推定終了時点のＭＳＥ値及び動き
ベクトルとして格納され、前のＭＳＥ値及び動きベクト
ルは更新される。
０情報以外の他のレベル情報に応じて、スイッチＳＷ１
及びＳＷ２の各々の出力端子Ｃと入力端子Ｂとが接続さ
れ、出力端子Ｃ上の選択されたＭＳＥ値及び動きベクト
ルは、それぞれＭＳＥメモリ２２６、ＭＶメモリ２３４
に、そのレベルの動き推定終了時点のＭＳＥ値及び動き
ベクトルとして格納され、前のＭＳＥ値及び動きベクト
ルは更新される。
【００３２】一方、スイッチＳＷ１の出力端子Ｃ上の選
択されたＭＳＥ値は、比較器２３０にて、閾値更新器２
２８からの更新されたレベル１の閾値と比較される。レ
ベル０の動き推定過程と同様に、比較器２３０は、スイ
ッチＳＷ１の出力端子Ｃ上のＭＳＥ値がレベル１の閾値
より大きい場合はハイレベルの比較信号を、そうでない
場合はローレベルの比較信号を、閾値更新器２２８、バ
ッファ２４０、及びメモリ制御部２２０へ供給する。閾
値更新器２２８へ入力されるハイレベルの比較信号とレ
ベル１情報は、選択されたＭＳＥ値がレベル１の閾値よ
り大きい探索ブロックの個数を計数するのに用いられ
る。比較器２３０からの比較信号がハイレベルの場合、
メモリ制御部２２０は書込みアドレスをブロック位置メ
モリ２２２へ供給し、バッファ２４０に一時的に格納さ
れている選択されたＭＳＥ値がレベル１の閾値より大き
い探索ブロックの位置データがブロック位置メモリ２２
２に書込まれるようにする。
択されたＭＳＥ値は、比較器２３０にて、閾値更新器２
２８からの更新されたレベル１の閾値と比較される。レ
ベル０の動き推定過程と同様に、比較器２３０は、スイ
ッチＳＷ１の出力端子Ｃ上のＭＳＥ値がレベル１の閾値
より大きい場合はハイレベルの比較信号を、そうでない
場合はローレベルの比較信号を、閾値更新器２２８、バ
ッファ２４０、及びメモリ制御部２２０へ供給する。閾
値更新器２２８へ入力されるハイレベルの比較信号とレ
ベル１情報は、選択されたＭＳＥ値がレベル１の閾値よ
り大きい探索ブロックの個数を計数するのに用いられ
る。比較器２３０からの比較信号がハイレベルの場合、
メモリ制御部２２０は書込みアドレスをブロック位置メ
モリ２２２へ供給し、バッファ２４０に一時的に格納さ
れている選択されたＭＳＥ値がレベル１の閾値より大き
い探索ブロックの位置データがブロック位置メモリ２２
２に書込まれるようにする。
【００３３】レベル２乃至レベル４の動き推定は、動き
推定ユニット２１４での動き推定が各レベルに対応する
探索エリアに対して行われるということを除いては、レ
ベル１の動き推定と同様になされる。レベル４の動き推
定が終了した後、ＭＶメモリ２３４に格納されている各
探索ブロックに対する動きベクトルが、現フレームの動
きベクトルとして、ラインＬ１２を通じて図１に示され
た動き補償器１４へ供給される。
推定ユニット２１４での動き推定が各レベルに対応する
探索エリアに対して行われるということを除いては、レ
ベル１の動き推定と同様になされる。レベル４の動き推
定が終了した後、ＭＶメモリ２３４に格納されている各
探索ブロックに対する動きベクトルが、現フレームの動
きベクトルとして、ラインＬ１２を通じて図１に示され
た動き補償器１４へ供給される。
【００３４】全体の動き推定が、フレーム処理時間（例
えば、３０フレーム／秒のフレームレートを有するビデ
オ信号の場合、３３．３ｍｓ）内に完全に行われなかっ
た場合、即ち、フレーム処理時間が本発明の時分割階層
的動き推定の途中の段階で経過してしまった場合は、そ
の瞬間に動き推定を中断し、その時点にＭＶメモリ２３
４に格納されている動きベクトル（の候補）を現フレー
ムの動きベクトルとし、次フレームに対して動き推定を
再開する。
えば、３０フレーム／秒のフレームレートを有するビデ
オ信号の場合、３３．３ｍｓ）内に完全に行われなかっ
た場合、即ち、フレーム処理時間が本発明の時分割階層
的動き推定の途中の段階で経過してしまった場合は、そ
の瞬間に動き推定を中断し、その時点にＭＶメモリ２３
４に格納されている動きベクトル（の候補）を現フレー
ムの動きベクトルとし、次フレームに対して動き推定を
再開する。
【００３５】本発明の好ましい実施例に於いて、レベル
１乃至レベル４に対する閾値の各々は、前のレベルに於
いて計数されたハイレベルの比較信号の個数（即ち、そ
れ以前のレベルのいずれに於いても動きベクトルが特定
されなかった探索ブロックの個数）に基づいて更新され
る。例えば、レベルｉ（ｉは１、２、３及び４）に対す
る閾値ＴＨ（ｉ）が、
１乃至レベル４に対する閾値の各々は、前のレベルに於
いて計数されたハイレベルの比較信号の個数（即ち、そ
れ以前のレベルのいずれに於いても動きベクトルが特定
されなかった探索ブロックの個数）に基づいて更新され
る。例えば、レベルｉ（ｉは１、２、３及び４）に対す
る閾値ＴＨ（ｉ）が、
【００３６】ＴＨ（ｉ）＝ＴＨ（ｉ−１）＋（（ｉ−
１）レベルで計数されたハイレベルの比較信号の個数）
／１００
１）レベルで計数されたハイレベルの比較信号の個数）
／１００
【００３７】として定義され、また、現フレ−ムの総数
１０００個の探索ブロックの内４００個の探索ブロック
の動きベクトルが予め定められた閾値ＴＨ０を有するレ
ベル０の動き推定の間に決定されると仮定すると、レベ
ル１の閾値ＴＨ（１）は、
１０００個の探索ブロックの内４００個の探索ブロック
の動きベクトルが予め定められた閾値ＴＨ０を有するレ
ベル０の動き推定の間に決定されると仮定すると、レベ
ル１の閾値ＴＨ（１）は、
【００３８】ＴＨ（０）＋６
【００３９】と求められる。更に、レベル１の動き推定
に於いて５００個の動きベクトルが求められるとする
と、レベル２の閾値ＴＨ（２）は、
に於いて５００個の動きベクトルが求められるとする
と、レベル２の閾値ＴＨ（２）は、
【００４０】ＴＨ（１）＋１
【００４１】となる。閾値更新をより精密にするため、
本発明による他の好適実施例に於いて、前レベルの動き
推定で費やされた処理時間を閾値決定に用いることもで
きる。
本発明による他の好適実施例に於いて、前レベルの動き
推定で費やされた処理時間を閾値決定に用いることもで
きる。
【００４２】本発明の特定の実施例について説明してき
たが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は
種々の改変をなし得るであろう。
たが、本発明の請求範囲を逸脱することなく、当業者は
種々の改変をなし得るであろう。
【００４３】
【発明の効果】従って、本発明によれば、時分割階層的
動き推定方法を用いることによって、ハードウェア的な
負担を軽減すると共に、より正確に動きベクトルを特定
することができる。
動き推定方法を用いることによって、ハードウェア的な
負担を軽減すると共に、より正確に動きベクトルを特定
することができる。
【図１】本発明の動き推定器を含む符号化システムのブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図１に示した動き推定器の詳細なブロック図で
ある。
ある。
【図３】本発明に於いて採用し得る階層的探索エリアの
一例を示した図である。
一例を示した図である。
１２ 動き推定器 １４ 動き補償器 １６ フレームメモリ １８ 減算器 ２０ ＤＣＴ符号化器 ２２ 量子化器 ２４ 逆量子化器（ＩＱ） ２６ 逆離散的コサイン変換器（ＩＤＣＴ） ２８ 加算器 ３０ スキャナ ３４ 可変長符号化器（ＶＬＣ符号化器） ２１０ 第１フレームメモリ ２１２ 第２フレームメモリ ２１４ 動き推定ユニット ２１６ 減算器 ２１８ ＭＳＥブロック ２２０ メモリ制御部 ２２２ ブロック位置メモリ ２２４ ＭＳＥ及びＭＶアドレス発生器 ２２６ ＭＳＥメモリ ２２８ 閾値更新器 ２３０ 比較器 ２３２ ＭＳＥ選択器 ２３４ ＭＶメモリ ２３６ ＭＶ選択器 ２４０ バッファ ２４２ フレームアドレス発生器 ３００ 探索領域 Ｌ１２ ライン Ｌ２０ ライン ＳＷ１ スイッチ ＳＷ２ スイッチ
Claims (6)
- 【請求項１】 時分割多重階層的動き推定法を用い
て、現フレームと前フレームとの間の動きベクトルを該
現フレームの処理時間内に特定する方法であって、前記
現フレームは同一の大きさを有する複数の探索ブロック
に分割され、前記前フレームは対応する数の探索領域に
分割され、前記探索領域の各々は同一の大きさを有する
複数の候補ブロックにさらに分割され、前記候補ブロッ
クは最高階層から最低階層までの異なる階層の複数の探
索エリアにグループ分けされており、 前記現フレームに於ける前記探索ブロックの各々に対し
て、対応する前記最高階層の探索エリアに対する動きベ
クトルを求める過程であって、前記動きベクトルは、探
索ブロックの各々と対応する前記最高階層の探索エリア
内の最小エラー関数値をもたらす候補ブロックとの間の
変位として求められる第１過程と、 前記探索ブロックの各々に対する前記最小エラー関数値
と動きベクトルとをメモリに格納する第２過程と、 前記探索ブロックの各々に対する最小エラー関数値と前
記最高階層の閾値とを比較して、最小エラー関数値が前
記最高階層の閾値より大きい探索ブロックを、選択され
た探索ブロックとして選択する第３過程と、 前記選択された探索ブロックの各々に対して、対応する
より低い階層の探索エリアに対し動きベクトルを求める
過程であって、前記より低い階層の動きベクトルは、前
記選択された各探索ブロックと対応する前記より低い階
層の探索エリア内の最小エラー関数値をもたらす候補ブ
ロックとの間の変位として求められる第４過程と、 前記選択された探索ブロックの各々に対して、前記メモ
リに格納された最小エラー関数値と前記より低い階層の
最小エラー関数値の内より小さい値を有する最小エラー
関数値を選択すると共に、前記選択された探索ブロック
の各々に対して選択された最小エラー関数値を表す選択
信号を発生する第５過程と、 前記選択された探索ブロックの各々に対する前記メモリ
に格納された最小エラー関数値を、前記選択された最小
エラー関数値で更新する第６過程と、 前記選択信号に応じて、前記選択された最小エラー関数
値に対応する動きベクトルを、前記選択された探索ブロ
ックの各々に対して選択された動きベクトルとして選択
する第７過程と、 前記選択された探索ブロックの各々に対する前記メモリ
格納された動きベクトルを、前記選択された動きベクト
ルで更新する第８過程と、 前記選択された各探索ブロックに対する前記選択された
最小エラー関数値と前記より低い階層の閾値とを比較し
て、選択された最小エラー関数値が前記より低い階層の
閾値より大きい探索ブロックを、更により低い階層の探
索エリアに対して動き推定を行う選択された探索ブロッ
クとして選択する第９過程とを含み、 前記第８過程に於ける動きベクトル更新過程が最低階層
に対する動き推定で選択された動きベクトルによって行
われるか、あるいは前記フレーム処理時間が全て経過す
るまで、前記第９過程で選択された探索ブロックに対し
前記第４過程乃至第９過程を繰り返し、繰り返し終了時
に前記メモリに格納されている動きベクトルを前記現フ
レームの動きベクトルとして求めることを特徴とする動
きベクトル特定方法。 - 【請求項２】 前記最高階層の前記探索エリアが一つ
の候補ブロックを含み、残りの探索エリアの各々が同一
の個数の候補ブロックを有することを特徴とする請求項
１に記載の動きベクトル特定方法。 - 【請求項３】 前記最高階層の閾値が予め定められた
値を有し、他の階層の閾値が、それより一つ高い階層に
於いて閾値より大きいエラー関数値を有する探索ブロッ
クの数に基づいて特定されることを特徴とする請求項２
に記載の動きベクトル特定方法。 - 【請求項４】 時分割多重階層的動き推定法を用い
て、現フレームと前フレームとの間の動きベクトルを該
現フレームの処理時間内に特定する装置であって、前記
現フレームは同一の大きさを有する複数の探索ブロック
に分割され、前記前フレームは対応する数の探索領域に
分割され、前記探索領域の各々は同一の大きさを有する
複数の候補ブロックにさらに分割され、前記候補ブロッ
クは最高階層から最低階層までの異なる階層の複数の探
索エリアにグループ分けされており、 前記現フレームに於ける前記探索ブロックの各々に対し
て、対応する前記最高階層の探索エリアに対する動きベ
クトルを求める手段であって、前記動きベクトルを、探
索ブロックの各々と対応する前記最高階層の探索エリア
内の最小エラー関数値をもたらす候補ブロックとの間の
変位として求める第１動き推定手段と、 前記探索ブロックの各々に対する、前記最小エラー関数
値と動きベクトルとを格納する格納手段と、 前記探索ブロックの各々に対する最小エラー関数値と前
記最高階層の閾値とを比較して、最小エラー関数値が前
記最高階層の閾値より大きい探索ブロックを、選択され
た探索ブロックとして選択する第１比較手段と、 前記選択された探索ブロックの各々に対応するより低い
階層の探索エリアに対し動きベクトルを求める手段であ
って、前記より低い階層の動きベクトルを、前記選択さ
れた各探索ブロックと対応する前記より低い階層の探索
エリア内の最小エラー関数値をもたらす候補ブロックと
の間の変位として求める第２動き推定手段と、 前記選択された探索ブロックの各々に対して、前記格納
手段に格納された最小エラー関数値と前記より低い階層
の最小エラー関数値の内より小さい値を有する最小エラ
ー関数値を選択すると共に、前記選択された探索ブロッ
クに対して選択された最小エラー関数値を表す選択信号
を発生する第１選択手段と、 前記選択された探索ブロックの各々に対する前記格納手
段に格納された最小エラー関数値を、前記選択された最
小エラー関数値で更新する第１更新手段と、 前記選択信号に応じて、前記選択された最小エラー関数
値に対応する動きベクトルを、前記選択された探索ブロ
ックの各々に対する選択された動きベクトルとして選択
する第２選択手段と、 前記選択された探索ブロックの各々に対する前記格納手
段に格納された動きベクトルを、前記選択された動きベ
クトルで更新する第２更新手段と、 前記選択された各探索ブロックに対する前記選択された
最小エラー関数値と前記より低い階層の閾値とを比較し
て、選択された最小エラー関数値が前記より低い階層の
閾値より大きい探索ブロックを、更により低い階層の探
索エリアに対して動き推定を行う選択された探索ブロッ
クとして選択する第２比較手段と、 前記第２更新手段の更新動作が最低階層に対する動き推
定で選択された動きベクトルによって行われるか、ある
いは前記フレーム処理時間が全て経過したことを検知し
て、その時に前記格納手段に格納されている動きベクト
ルを現フレームの動きベクトルとして求める動きベクト
ル特定手段とを含むことを特徴とする動きベクトル特定
装置。 - 【請求項５】 前記最高階層の前記探索エリアが一つ
の候補ブロックを含み、 残りの探索エリアの各々が同一の個数の候補ブロックを
有することを特徴とする請求項４に記載の動きベクトル
特定装置。 - 【請求項６】 前記最高階層の閾値が予め定められた
値を有し、他の階層の閾値が、それより一つ高い階層に
於いて閾値より大きいエラー関数値を有する探索ブロッ
クの数に基づいて特定されることを特徴とする請求項５
に記載の動きベクトル特定装置。
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| KR1995P24645 | 1995-08-10 | ||
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