JPH10150666A - デジタル・ビデオ・データ・ストリームの圧縮方法及び探索プロセッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リアルタイム符号化要求を満足するように、
計算能力を最大化する一方で、それを実現するために消
費されるチップ面積を最小化する、確固たる動き推定デ
ータフローを提供すること。 【解決手段】 デジタル・ビデオ・データ・ストリーム
の時間圧縮方法が、少なくとも１つの探索ユニット内
で、基準ピクチャ内の画素を階層的に探索することによ
り、現マクロブロックに対応する最良合致マクロブロッ
クを見い出すステップと、現マクロブロックと基準ピク
チャ内の最良合致マクロブロックとの間の動きベクトル
を構成するステップとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に、ＭＰＥＧ２
準拠デジタル・ビデオ符号化におけるリアルタイム動き
推定に関する。動き推定は、動きベクトルの使用によ
る、ピクチャ間の圧縮である。本発明によれば、デジタ
ル・ビデオ・データ・ストリームの時間圧縮が、少なく
とも１つの探索ユニット内で、基準ピクチャ内の画素を
階層的に探索し、現マクロブロックに対する最良合致マ
クロブロックを見い出すことにより実行される。次のス
テップでは、現マクロブロックと基準ピクチャ内の最良
合致マクロブロック間の動きベクトルを構成する。

【０００２】

【従来の技術】過去１０年の間に、世界的な電子通信シ
ステムの出現により、人々が情報を送受信する方法が向
上した。特に、リアルタイム・ビデオ及び音声システム
の能力は、近年、多大に改善した。ビデオ・オンデマン
ド及びビデオ会議などのサービスを加入者に提供するた
めには、莫大な量のネットワーク帯域幅が要求される。
実際にネットワーク帯域幅は、しばしばこうしたシステ
ムの有効性に対する第１の抑制要因である。

【０００３】ネットワークにより課せられる制限を克服
するために、圧縮システムが出現した。これらのシステ
ムは、ピクチャ・シーケンスにおける冗長性を除去する
ことにより、伝送されなければならないビデオ及び音声
データの量を低減する。受信端において、ピクチャ・シ
ーケンスが伸長され、リアルタイムに表示され得る。

【０００４】出現したビデオ圧縮規格の１つの例は、Ｍ
ＰＥＧ規格である。ＭＰＥＧ規格では、ビデオ圧縮が所
与のピクチャ内及びピクチャ間の両方において定義され
る。ピクチャ内のビデオ圧縮は、離散コサイン変換、量
子化、及びラン・レングス符号化のプロセスを介して、
達成される。ピクチャ間のビデオ圧縮は、動き推定と呼
ばれるプロセスを介して達成され、そこでは、あるピク
チャから別のピクチャへのピクチャ要素（画素）のセッ
トの変換を記述するために、動きベクトルが使用され
る。これらの動きベクトルは、それら自体符号化され
る。

【０００５】動き推定アルゴリズムは、効果的に実現さ
れるとき、大量の計算能力を要求する繰り返し関数であ
る。このことは、動き推定がリアルタイム・ビデオ伝送
環境において実行されている場合に、特に当てはまる。
更に、システム設計者により課せられる２つの重要な制
限は、消費されるカード／ボード面積、及びビデオ圧縮
機能を実行するために要求される構成要素のコストであ
る。これは特に、基準ピクチャ・データを記憶するため
に要求されるＤＲＡＭやＳＲＡＭの量を含む。リアルタ
イム符号化要求を満足するように、計算能力を最大化す
る一方で、それを実現するために消費されるチップ面積
を最小化する、確固たる動き推定データフローが待望さ
れる。また、多数のシステム・コスト・ポイントが獲得
され得るように、動き推定データ・フローをスケーラブ
ルにすることが、待望される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、リア
ルタイム符号化要求を満足するように、計算能力を最大
化する一方で、それを実現するために消費されるチップ
面積を最小化する、確固たる動き推定データフローを提
供することである。

【０００７】本発明の別の目的は、多数のシステム・コ
スト・ポイントが獲得され得るように、動き推定データ
・フローをスケーラブルにすることである。

【０００８】本発明の更に別の目的は、階層的な動き推
定方法及び装置を提供することである。

【０００９】本発明の更に別の目的は、ダウンサンプル
される全画素値を用いて、階層的動き推定探索を実行す
る階層的動き推定方法及び装置を提供することである。

【００１０】本発明の更に別の目的は、階層的動き推定
探索がフィールド探索である、階層的動き推定方法及び
装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、デジタ
ル・ビデオ・データ・ストリームの時間圧縮方法が提供
される。この方法は、少なくとも１つの探索ユニット内
で、基準ピクチャ内の画素を階層的に探索し、現マクロ
ブロックに対応する最良合致マクロブロックを見い出す
ことから開始する。次のステップでは、最良合致マクロ
ブロックと現マクロブロックとの間で、動きベクトルが
構成される。

【００１２】本発明の別の実施例によれば、デジタル・
ビデオ・データ・ストリームの時間圧縮の方法が提供さ
れる。この方法はダウンサンプルされる全画素値を用い
て、基準ピクチャ内の画素を探索し、最良合致マクロブ
ロックを見い出す。最良合致マクロブロックは、現マク
ロブロックに最も類似する基準ピクチャ内のマクロブロ
ックを指す。次のステップでは、最良合致マクロブロッ
クと現マクロブロックとの間の動きベクトルを構成す
る。

【００１３】本発明の更に別の実施例によれば、デジタ
ル・ビデオ・データ・ストリームの時間圧縮の方法が、
偶数／偶数、奇数／奇数、偶数／奇数、及び奇数／偶数
フィールド探索ユニット入力によるフィールド探索を含
む。この探索は、基準ピクチャ・フィールド内の画素を
探索し、現マクロブロックに対応する最良合致マクロブ
ロックを見い出す。前回同様に、最良合致マクロブロッ
クと現マクロブロックとの間の、動きベクトルが構成さ
れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】スケーラブルかつ効率的で、リア
ルタイム符号化環境の厳しい要求を好適に満足するよう
に実行される動き推定アーキテクチャが開示される。

【００１５】本発明は、ＭＰＥＧ及びＨＤＴＶ準拠符号
化器及び符号化プロセスに関する。符号化器により実行
される符号化機能は、データ入力、動き推定、マクロブ
ロック・モード生成、データ復元、エントロピ符号化、
及びデータ出力を含む。動き推定及び補償は、時間圧縮
機能である。これらはそれぞれが、高度な計算要求を有
する機能であり、逆離散コサイン変換、逆量子化、及び
動き補償などの、集中的な復元処理を含む。

【００１６】より詳細には、本発明は動き推定、補償及
び予測に関し、より詳細には、動きベクトルの計算に関
する。動き補償は、現ピクチャをブロック、例えばマク
ロブロックに分割し、次に以前に伝送されたピクチャ内
で、類似の内容を有する近くのブロックを探索すること
により、時間的冗長性を利用する。現ブロック画素と、
基準ピクチャから抽出される予測ブロック画素との間の
差が、実際に伝送のために圧縮され、その後伝送され
る。

【００１７】動き補償及び予測の最も単純な方法は、"
Ｉ"ピクチャ内のあらゆる画素の輝度及び色差、すなわ
ち強度及び色を記録し、次に後続ピクチャ内のあらゆる
特定画素の輝度及び色差、すなわち強度及び色の変化を
記録することである。しかしながら、これは伝送媒体の
帯域幅、メモリ、プロセッサ能力、及び処理時間におい
て、非経済的である。なぜなら、オブジェクトがピクチ
ャ間を移動するからである。すなわち、画素内容がピク
チャ内のある位置から、後続ピクチャの異なる位置に移
動するからである。より進歩的な考えは、先行ピクチャ
を用いて、画素ブロックが後続ピクチャのどこに存在す
るかを、例えば動きベクトルにより予測し、結果を"予
測ピクチャ"または"Ｐ"ピクチャとして作成することで
ある。より詳細には、これはｉ＋１番目のピクチャの画
素または画素のマクロブロックが、ｉ番目のピクチャ内
のどこに存在するかに関する最良予測を提供するステッ
プを含む。後続ピクチャ及び先行ピクチャの両方を用い
て、画素のブロックが中間ピクチャまたは"Ｂ"ピクチャ
内のどこに存在するかを予測する、更に別のステップが
存在する。

【００１８】注意すべき点は、ピクチャ符号化順序及び
ピクチャ伝送順序は、必ずしもピクチャ表示順序に一致
しないということである。図２を参照されたい。Ｉ−Ｐ
−Ｂシステムでは、入力ピクチャ伝送順序が、符号化順
序と異なり、入力ピクチャは符号化のために使用される
まで、一時的に記憶されなければならない。バッファが
この入力を、それが使用されるまで記憶する。

【００１９】説明の都合上、ＭＰＥＧ準拠符号化の一般
的なフロー図を図１に示す。このフロー図では、ｉ番目
のピクチャ及びｉ＋１番目のピクチャのイメージが、動
きベクトルを生成するために処理される。動きベクトル
は、画素のマクロブロックが先行ピクチャまたは後続ピ
クチャ内のどこに存在するかを予測する。全画素の代わ
りに動きベクトルを使用することは、ＭＰＥＧ及びＨＤ
ＴＶ規格における時間圧縮の主要面である。図１に示さ
れるように、動きベクトルは１度生成されると、ｉ番目
のピクチャからｉ＋１番目のピクチャへの、画素のマク
ロブロックの変換のために使用される。

【００２０】図１に示されるように、符号化プロセスに
おいて、ｉ番目のピクチャ及びｉ＋１番目のピクチャの
イメージが、符号化器１１内で処理され、動きベクトル
が生成される。これは例えば、ｉ＋１番目及び後続ピク
チャが符号化され、伝送される様式に相当する。後続ピ
クチャの入力イメージ１１１が、符号化器の動き推定ユ
ニット４３に入力する。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４１により、前のピクチャま
たは将来のピクチャから、"基準データ"と呼ばれるマク
ロブロック・データを取り出すために使用され、これが
このユニットにより出力される。動き補償ユニット４１
の出力は、動き推定ユニット４３の出力から減算され、
結果が離散コサイン変換器２１に入力される。離散コサ
イン変換器２１の出力は、量子化器２３内で量子化され
る。量子化器２３の出力は２つの出力１２１及び１３１
に分割され、一方の出力１２１は、例えばラン・レング
ス符号化器などの下流の要素２５に提供され、伝送前に
圧縮及び処理される。他の出力１３１は、画素の符号化
マクロブロックの復元を通じて、フレーム・メモリ４２
に記憶される。図示の符号化器１１では、説明の都合
上、この第２の出力１３１は逆量子化器２９及び逆離散
コサイン変換器３１を通じて、差分マクロブロックの有
損失バージョンを生成する。このデータは動き補償ユニ
ット４１の出力と加算され、オリジナル・ピクチャの有
損失バージョンをフレーム・メモリ４２に戻す。

【００２１】図２に示されるように、３つのタイプのピ
クチャが存在する。"イントラ符号化ピクチャ"または"
Ｉ"ピクチャは、全部が符号化されて伝送され、動きベ
クトルの定義を要求しない。これらの"Ｉ"ピクチャは、
動きベクトルの発生源となる。"予測符号化ピクチャ"ま
たは"Ｐ"ピクチャは、前のピクチャからの動きベクトル
により形成され、将来のピクチャの動きベクトルの発生
源となる。最後に、"双方向符号化ピクチャ"または"Ｂ"
ピクチャは、他の２つのピクチャ（１つは過去のピクチ
ャ、もう１つは将来のピクチャ）からの動きベクトルに
より形成され、動きベクトルの発生源とはなり得ない。
動きベクトルは"Ｉ"及び"Ｐ"ピクチャから生成され、"
Ｐ"及び"Ｂ"ピクチャを形成するために使用される。

【００２２】図３に示される動き推定が実行される１方
法では、前のピクチャの領域全体にわたり、ｉ＋１番目
のピクチャのマクロブロック２１１からの探索により、
最良合致マクロブロック２１３を見い出す（２１１'は
２１１と同一の位置であるが、前のピクチャ内にあ
る）。このようにマクロブロックを変換することによ
り、図４に示されるように、ｉ＋１番目のピクチャにお
けるマクロブロックのパターンが生成される。このよう
に、ｉ番目のピクチャが、例えば動きベクトル及び差分
データにより少し変化され、ｉ＋１番目のピクチャが生
成される。符号化されるのは動きベクトル及び差分デー
タであり、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からピクチャへのイメージの位置
を変換し、差分データは色差、輝度、及び彩度の変化、
すなわち色及び明るさの変化を伝達する。

【００２３】図３に戻り、ｉ番目のピクチャ内におい
て、ｉ＋１番目のピクチャの位置２１１と同一の位置２
１１'から開始し、良好な合致を探す。探索窓がｉ番目
のピクチャ内で生成される。この探索窓内で、最良合致
を探索する。見い出されると、マクロブロックに対する
最良合致動きベクトルが符号化される。最良合致マクロ
ブロックの符号化は、動きベクトル、すなわち次のピク
チャ内で変位される最良合致に相当するｙ方向の画素数
及びｘ方向の画素数を含む。また、"予測誤差"とも呼ば
れる差分データが符号化され、これは現マクロブロック
と最良合致基準マクロブロック間の色差及び輝度の差分
を示す。

【００２４】図４は、動きベクトルに従う、前のピクチ
ャから新たなピクチャへのブロック位置の移動、並びに
動きベクトルにより調整された後の前のピクチャのブロ
ックを示す。

【００２５】本発明のアーキテクチャの概要が、図５及
び図６に示される。図５に示されるように、２ステージ
の階層プロセッサ構造が使用される一方、図６に示され
るように、２レベルの階層探索アプローチが使用され
る。

【００２６】現マクロブロック（ＣＭＢ）・データ・バ
ス２０５が、現マクロブロック（ＣＭＢ）輝度データ
を、階層探索ユニット２０１及び洗練探索／復元ユニッ
ト２２１の両方に入力するために使用される。このバス
はまた、ＣＭＢ色差データを洗練探索／復元ユニット２
２１に提供する。

【００２７】図示の階層探索ユニット２０１は通常、ダ
ウンサンプルされるＣＭＢデータにより、探索操作を実
行するために使用される。ユーザは、データがダウンサ
ンプルされる範囲を、水平方向に最大４：１から、最小
１：１（すなわちダウンサンプルされない）の範囲で選
択し得る。こうしたユニットの数は、所望される探索範
囲に依存して、スケーラブル（１、２または４）であ
る。階層探索ユニット２０１は、Ｉ及びＰフレームに対
する輝度探索データを、階層探索メモリ２１５に記憶及
びフェッチする。階層探索メモリ２１５のサイズは、ピ
クチャ・データがダウンサンプルされる範囲に依存す
る。記憶される輝度探索データは、ユーザにより選択さ
れるダウンサンプルが適用される入力現マクロブロック
（ＣＭＢ）・データと等価である。その探索の完了時
に、階層探索ユニット２０１は、最小絶対差分及び、現
マクロブロック（ＣＭＢ）位置に対するその対応するオ
フセットにもとづき、最良合致差分／オフセット・バス
を介して、所与の現マクロブロック（ＣＭＢ）に対する
最良合致探索結果を出力する。前記説明は輝度に関する
ものであるが、色差データにも当てはまるものである。

【００２８】図５、図６及び図８に示される洗練探索／
復元ユニット２２１は、ＩＰ符号化のための独立型の環
境（すなわち階層探索ユニットとの接続が無い）、或い
はＩＰＢ符号化のために階層探索ユニットが接続される
環境において動作する。このユニット２２１は、非ダウ
ンサンプル現マクロブロック（ＣＭＢ）輝度データを用
いて、洗練探索メモリ２２９内に含まれる復元された過
去または将来のＩ及びＰフレーム・データに対して、そ
の探索操作を実行する。その探索の完了時に、洗練探索
／復元ユニット２２１は、差分／ＱＸＦＲＭデータ・バ
ス２３１上に、イントラ現マクロブロック輝度及び色差
画素データを出力するか、または非イントラ現マクロブ
ロック輝度及び色差から、最良合致洗練マクロブロック
（ＲＭＢ）輝度及び色差画素差分データを差し引いたも
のを出力する。更に、非イントラ差分データが出力され
るとき、現マクロブロック位置に対する最良合致基準マ
クロブロック（ＲＭＢ）の位置に対応する動きベクトル
が、動きベクトル（ＭＶ）・バス２４１上に出力され
る。

【００２９】出力イントラ・データまたは非イントラ差
分データに対する離散コサイン変換（ＤＣＴ）及び量子
化の完了時に、変換された輝度及び色差ブロックが、差
分／ＱＸＦＲＭデータ・バス２３１を介して、洗練探索
／復元ユニット２２１に入力され、洗練探索／復元ユニ
ット２２１がＩ及びＰフレーム・データを正しく復元
し、これらを洗練探索メモリ２２９に出力する。リアル
タイム符号化環境に対する性能要求を満たすために、拡
張パイプラインが各ユニット内で使用される。

【００３０】開示される動き推定アーキテクチャにより
採用される全体的な探索方法は、図６及び図８に示され
る次のパイプライン式構成要素に分解される。

【００３１】図６及び図８に示されるように、階層探索
ユニット２０１は、ダウンサンプル（平均化）された全
画素値を用いて、通常の探索を実行する。過去または将
来のＩ及びＰフレームからの非復元現マクロブロック・
データを用いて、最良のダウンサンプル合致が決定され
た後、洗練探索ユニット２２１は、最良ダウンサンプル
合致のオフセット周辺の復元された洗練探索データを用
いて、非ダウンサンプル全画素探索を実行する。最良の
非ダウンサンプル全画素合致が決定された後、最良の非
ダウンサンプル全画素合致の位置にもとづき復元された
洗練データを用いて、半画素及び任意選択的にデュアル
・プライム（ＤＰ）洗練探索が実行される。最小絶対差
分値により決定される最良合致動き推定結果にもとづ
き、オリジナル現マクロブロック（ＣＭＢ）または最良
合致差分マクロブロックの輝度及び色差データが、それ
ぞれマクロブロックがイントラ符号化または非イントラ
符号化される場合に対応して、出力される。次に示す３
つの異なる非イントラ結果が可能である。 ＣＭＢ−ＲＭＢ全画素最良合致 ＣＭＢ−ＲＭＢ半画素最良合致 ＣＭＢ−ＲＭＢデュアル・プライム最良合致

【００３２】階層探索ユニット２０１が、図５及び図６
に示される。このユニットのデータ・フロー図が、図７
に示される。図７に示されるように、現マクロブロック
輝度データが輝度バッファ２０７に記憶される。この時
点で、データのダウンサンプリングが発生する。探索範
囲及び探索メモリ・サイズに関し、ユーザにできるだけ
大きな柔軟性を提供するために、次のダウンサンプリン
グ任意選択が使用可能である。

【００３３】４：１−行の４つの連続画素値毎の平均を
取ることにより、マクロブロックの各画素行に対して、
４画素を記憶する。これは１ユニットにつき、最大の探
索窓（水平方向に±６４、垂直方向に±５６）を提供
し、最小量の探索メモリ（２つの探索基準フレームに対
して０．２５ＭＢ）を要求する。

【００３４】２：１−行の２つの連続画素値毎の平均を
取ることにより、マクロブロックの各画素行に対して、
８画素を記憶する。これは１ユニットにつき、２番目に
大きな探索窓（水平方向に±３２、垂直方向に±３２）
を提供し、２番目に大きな量（２つの探索基準フレーム
に対して０．５ＭＢ）の探索メモリを要求する。

【００３５】１：１−マクロブロックの各画素行に対し
て、１６画素を記憶する（ダウンサンプル無し）。これ
は１ユニットにつき、最も小さな探索窓（水平方向に±
１６、垂直方向に±１６）を提供し、最大量の探索メモ
リ（２つの探索基準フレームに対して１ＭＢ）を要求す
る。

【００３６】図７に示されるように、ダウンサンプル形
式または非ダウンサンプル形式の現マクロブロック（Ｃ
ＭＢ）・データが、輝度バッファ２０７から４つのフィ
ールド探索ユニット３０１、３０３、３０５及び３０７
に出力される。Ｉ及びＰピクチャに対して、ＣＭＢデー
タは探索データ・バス２０９を介し、階層探索メモリ２
１５にも出力される。ＣＭＢデータはＢピクチャに対し
ては、階層探索メモリ２１５に出力されない。なぜな
ら、ＭＰＥＧ２規格は、Ｂピクチャが基準フレームとし
て作用することを阻止するからである。探索窓内に含ま
れる全てのマクロブロックの探索メモリ・データもま
た、４つのフィールド探索ユニットに入力される。１つ
の階層探索ユニットだけを使用する場合、探索窓の中央
の探索マクロブロック（ＳＭＢ）が、探索操作が実行さ
れているＣＭＢと同じ位置になるように、探索データが
フェッチされる。２つまたは４つの階層探索ユニットを
使用する場合には、全てのユニットの間の組み合わされ
た探索窓の中央の探索マクロブロック（ＳＭＢ）が、Ｃ
ＭＢ位置から前のピクチャの平均動きベクトル・オフセ
ット位置に配置されるように、探索データがフェッチさ
れる。

【００３７】階層探索ユニット２０１内で、フィールド
探索が図７に示されるように実行される。ｆ１／ｆ１フ
ィールド探索ユニット３０１は、探索データ奇数ライン
に対する現マクロブロック（ＣＭＢ）の奇数ラインの探
索を処理する。ｆ２／ｆ２フィールド探索ユニット３０
３は、探索データ偶数ラインに対する現マクロブロック
（ＣＭＢ）の偶数ラインの探索を処理する。ｆ１／ｆ２
フィールド探索ユニット３０５は、探索データ偶数ライ
ンに対する現マクロブロック（ＣＭＢ）の奇数ラインの
探索を処理する。ｆ２／ｆ１フィールド探索ユニット３
０７は、探索データ奇数ラインに対する現マクロブロッ
ク（ＣＭＢ）の偶数ラインの探索を処理する。

【００３８】これらのユニットにより出力される各差分
値に対して、ｆ１／ｆ１及びｆ２／ｆ２フィールド探索
結果、並びにｆ１／ｆ２及びｆ２／ｆ１フィールド探索
結果を結合することにより、２つの追加のフレーム探索
結果が生成される。各結果は最良合致結果選択ユニット
３１１に入力される。このユニット３１１により実行さ
れる第１ステップは、基準重みと呼ばれる重み係数を各
結果に加算することである。基準重み値は、前のピクチ
ャの平均的動きに対する探索マクロブロック（ＳＭＢ）
のオフセット位置に従い変化する。所与の探索マクロブ
ロック（ＳＭＢ）が、現マクロブロック（ＣＭＢ）位置
からの前のピクチャの平均動きベクトル・オフセットに
対して遠ざかるほど、その探索位置結果に加算される基
準重みは大きくなる。従って、探索は、前のピクチャの
平均動き軌道に最も接近して追従するＳＭＢ位置を選ぼ
うとする。

【００３９】このユニット３１１により最良合致差分／
オフセット・バス３１３上に出力される結果の数は、探
索されるピクチャの形式に依存する。フレーム（プログ
レッシブ）形式探索では、５つの結果、すなわち、４つ
の最良合致フィールド探索結果（ｆ１／ｆ１、ｆ２／ｆ
２、ｆ１／ｆ２、ｆ２／ｆ１）、及び１つの最良ＣＭＢ
フレーム探索結果（ｆ１／ｆ１＋ｆ２／ｆ２差分及びｆ
１／ｆ２＋ｆ２／ｆ１差分の最小値）が出力される。フ
ィールド（インタレース）形式探索では、２つの結果、
すなわち最良現マクロブロック（ＣＭＢ）同一パリティ
・フレーム探索（ｆ１／ｆ１＋ｆ２／ｆ２差分の最小
値）、及び最良ＣＭＢ反対パリティ・フレーム探索（ｆ
１／ｆ２＋ｆ２／ｆ１差分の最小値）が出力される。

【００４０】更に、Ｂピクチャに対して探索操作を実行
するとき、これらの結果の２つのセット（過去の基準探
索に対する１セット、及び将来の基準探索に対する１セ
ット）が生成される。最小絶対差分値に加え、最小値を
生成したＳＭＢのオフセット位置が出力される。

【００４１】前述のように、複数の階層探索ユニット
が、探索窓サイズを増加するために使用され得る。２つ
の階層探索ユニットが使用されるとき、水平方向±１２
８、垂直方向±５６、または水平方向±６４、垂直方向
±１１２の最大探索窓サイズは、０．５ＭＢの探索メモ
リを用いて定義され得る。最大４つのユニットが使用さ
れるとき、水平方向±１２８、垂直方向±１１２の最大
探索窓サイズは、１ＭＢの探索メモリを用いて定義され
得る。複数の階層探索ユニット構成では、最良合致差分
／オフセット結果がデイジー・チェイン式に、あるユニ
ットから別のユニットに渡される。こうした構成では、
デイジー・チェインの終端の第１の送信ユニットが、そ
の絶対差分及びオフセット結果を、第１の受信ユニット
に渡す。第１の受信ユニットはその探索結果を、第１の
送信ユニットから受信されるものと比較し、最小の絶対
差分及びオフセット結果を第２の受信ユニットに送信す
る。このプロセスは、デイジー・チェイン内の最後の受
信者が、最終的な最小絶対差分及びオフセット結果を洗
練探索／復元ユニット２２１に渡すまで、継続される。

【００４２】洗練探索／復元ユニット２２１が、図５、
図６及び図８に示される。このユニットのデータフロー
図が、図８に詳細に示される。図示のように、現マクロ
ブロック（ＣＭＢ）輝度及び色差データが、ＣＭＢデー
タ・バス２０５から受信され、輝度／色差バッファ２０
７に記憶される。輝度データは、前述の階層探索ユニッ
トにより受信されるそれと同一である。動き推定プロセ
スを最も効果的にパイプライン化するために、バッファ
２０７は２つのマクロブロックに対する輝度データ、及
び１つのマクロブロックに対する色差データを保持する
ように設計される。

【００４３】第１の動き推定・洗練ステップは、全解像
度（ＦＲ）ユニット３２１において発生する。このユニ
ット３２１は、現マクロブロック（ＣＭＢ）輝度データ
を輝度／色差バッファ２０７からフェッチし、全画素洗
練探索窓に関連する基準マクロブロック（ＲＭＢ）輝度
データを、洗練探索メモリ２２９から、メモリ制御装置
３０１を介して、フェッチする。洗練データ・フェッチ
を実行するために、全解像度ユニット（ＦＲ）３２１に
より要求される制御情報（アドレス及びフェッチ・サイ
ズ）は、動き推定処理ユニット３３１により、階層探索
または非階層探索（すなわち階層探索ユニット無し）の
いずれが実行されているかにもとづき、セットアップさ
れる。非階層探索モードで動作しているとき、動き推定
処理ユニット３３１は、現マクロブロック（ＣＭＢ）の
位置付近に、全画素洗練探索を中心づけする。階層探索
モードで動作しているときには、動き推定処理ユニット
３３１は、最良合致差分／オフセット・バス３３０を通
じて受信される階層探索ユニット結果を用いて、全画素
洗練探索をオフセット位置付近に中心づけする。リアル
タイム性能要求を満たすために、実行される探索の回数
及びタイプ、並びに探索窓のサイズは、探索モード（階
層的または非階層的）、ピクチャ構造及びタイプ、並び
にユーザにより選択される動き推定のオプションに依存
して変化する。表１及び表２はこの情報を要約するもの
である。ここで、ユーザが圧縮ビット・ストリームに挿
入するために選択し得る誤差隠蔽動きベクトルを生成す
るために、動き推定探索がＩピクチャに対して実行され
ることに注意されたい。

【表１】

【表２】

【００４４】表１及び表２において、ＨＩＥＲは階層探
索モードを指し、ＮＯＮ−ＨＩＥＲは非階層探索モード
を指し、ＤＰはデュアル・プライム動き推定を指し、ｘ
ＲＥＦは、探索のために１つ（反対パリティ）または
２つ（同一パリティ及び反対パリティ）の基準フィール
ドのどちらが指定されるかを示し、ＯＰは現マクロブロ
ック（ＣＭＢ）のパリティに関し、反対パリティの基準
マクロブロック（ＲＭＢ）・フィールド・データを指
し、ＳＰは現マクロブロック（ＣＭＢ）のパリティに関
し、同一パリティの基準マクロブロック（ＲＭＢ）・フ
ィールド・データを指し、（ＰＲ）は洗練探索メモリに
記憶される過去の洗練探索データを指し、（ＦＲ）は洗
練探索メモリに記憶される将来の洗練探索データを指
し、（ＢＲ）は洗練探索メモリに記憶される過去と将来
の洗練探索データ間の双方向補間（平均化）を指し、ｆ
１／ｆ１は現マクロブロック（ＣＭＢ）奇数フィールド
・ラインを探索するために使用される奇数ライン洗練デ
ータを指し、ｆ１／ｆ２は現マクロブロック（ＣＭＢ）
奇数フィールド・ラインを探索するために使用される偶
数ライン洗練データを指し、ｆ２／ｆ１は現マクロブロ
ック（ＣＭＢ）偶数フィールド・ラインを探索するため
に使用される奇数ライン洗練データを指し、ｆ２／ｆ２
は現マクロブロック（ＣＭＢ）偶数フィールド・ライン
を探索するために使用される偶数ライン洗練データを指
し、ｆ１／ｆｘは、ｆ１／ｆ１またはｆ１／ｆ２階層探
索ユニット結果のいずれが、より良好な合致を生成した
かにもとづき、現マクロブロック（ＣＭＢ）奇数フィー
ルド・ラインを探索するために使用されるそれぞれ奇数
ラインまたは偶数ライン洗練データを指し、ｆ２／ｆｘ
は、ｆ２／ｆ１またはｆ２／ｆ２階層探索ユニット結果
のいずれが、より良好な合致を生成したかにもとづき、
現マクロブロック（ＣＭＢ）偶数フィールド・ラインを
探索するために使用されるそれぞれ奇数ラインまたは偶
数ライン洗練データを指す。各探索位置における絶対差
分値の決定に際して、階層探索ユニットに関連して上述
したのと同様に、基準重み係数が各結果に加算される。
実行される各探索タイプの最終的な最良合致結果は、最
小絶対差分と基準重み値との和により決定される。

【００４５】その探索操作の完了時に、ＦＲユニット３
２１は最大８回までの半画素マクロブロック探索を実行
するために、各ＲＭＢ最良合致を囲む十分な洗練データ
と一緒に、ＣＭＢデータを出力する。インタレース式ピ
クチャでは、１つ（ＯＰフィールド）または２つ（ＳＰ
フィールド、ＯＰフィールド）の最良合致基準マクロブ
ロック（ＲＭＢ）探索領域が出力され、プログレッシブ
・ピクチャでは、２つのフィールド最良合致基準マクロ
ブロック（ＲＭＢ）探索領域（最良ＣＭＢ ｆ１合致、
最良ＣＭＢ ｆ２合致）、及び１つの最良合致基準マク
ロブロック（ＲＭＢ）・フレーム探索領域が出力され
る。ここで、最良合致基準マクロブロック（ＲＭＢ）探
索領域データを送信するために、４４ビット・バスが使
用されるということに注目されたい。なぜなら、双方向
基準マクロブロック（ＲＭＢ）・データが、Ｂピクチャ
内で最良合致を生成するとき、各基準マクロブロック
（ＲＭＢ）最良合致画素値が、１１ビット・バイトによ
り表されるからである（米国特許出願番号第４１１１０
０号及び米国特許出願番号第６０２４７２号を参照）。
更に、各最良合致ＲＭＢ探索領域に対する最良合致絶対
差分及びオフセット結果が、動き推定処理ユニット３３
１に出力される。

【００４６】第２の動き推定・洗練ステップは、半解像
度（ＨＲ）ユニット３２３において発生する。このユニ
ットは、全解像度（ＦＲ）ユニット３２１により決定さ
れる最良合致全画素基準マクロブロック（ＲＭＢ）を囲
む最大８個の半画素基準マクロブロック（ＲＭＢ）に対
して、洗練探索を実行する。特定の探索操作において、
最良合致半画素基準マクロブロック（ＲＭＢ）位置（す
なわち、最小絶対差分値を生成したもの）の決定に際し
て、最良合致絶対差分値及びその対応する半画素オフセ
ットが、動き推定処理ユニット３３１に出力される。動
き推定処理ユニット３３１は次に、全解像度（ＦＲ）ユ
ニット３２１及び半解像度（ＨＲ）ユニット３２３から
受信される最良合致絶対差分値を比較し、半解像度（Ｈ
Ｒ）ユニット３２３に、各探索操作において、最小絶対
差分値を生成した基準マクロブロック（ＲＭＢ）全画素
または半画素輝度データを出力するように命じる。半解
像度（ＨＲ）ユニット３２３はこのデータを、対応する
現マクロブロック（ＣＭＢ）・データと一緒に、デュア
ル・プライム・ユニット（ＤＰ）３２５に出力する。

【００４７】別の動き推定洗練ステップは、ＤＰユニッ
ト３２５内で発生する。このユニットは、全解像度（Ｆ
Ｒ）ユニット３２１または半解像度（ＨＲ）ユニット３
２３からの現マクロブロック（ＣＭＢ）及び基準マクロ
ブロック（ＲＭＢ）・データを用いて、デュアル・プラ
イム洗練を実行するように構成され得る。更に、インタ
レース式（フィールド）・ピクチャでは、ＤＰユニット
３２５は２つの基準フィールドが提供されるときに、同
一または反対パリティ基準マクロブロック（ＲＭＢ）の
いずれかを用いるように構成され得る。ＦＲユニット３
２１の現マクロブロック（ＣＭＢ）及び基準マクロブロ
ック（ＲＭＢ）・データを用い、デュアル・プライム動
き推定を実行するデフォルト指定モードにより、２つの
利点が実現される。

【００４８】第１に、ＨＲユニット３２３及びＤＰユニ
ット３２５の探索操作が並列に発生するので、性能が最
適化される。

【００４９】第２に、プログレッシブ（フレーム）・ピ
クチャでは、半解像度（ＨＲ）基準マクロブロック（Ｒ
ＭＢ）・フレーム最良合致が、反対パリティ・フィール
ド間の垂直補間を含む無効な場合が排除される。このこ
とは所与の現マクロブロック（ＣＭＢ）に対して、有効
なデュアル・プライム洗練が実行され得る確率を、３３
％から１００％に増加する。

【００５０】階層探索ユニット２０１、ＦＲユニット３
２１及びＨＲユニット３２３（デュアル・プライム洗練
のために、データをＤＰユニット３２５に提供するため
に選択される場合）から受信されるオフセット情報にも
とづき、動き推定処理ユニット３３１は、デュアル・プ
ライム基準マクロブロック（ＲＭＢ）を指し示す動きベ
クトルを組み立てる。動き推定処理ユニット３３１は次
に、適切な動きベクトルのスケーリング操作を実行し、
スケーリングされたベクトルを適切な洗練探索メモリ位
置に変換し、そこからデュアル・プライム動き推定を実
行するために、追加の輝度洗練探索データがフェッチさ
れる。デュアル・プライム最良合致が決定されると、対
応する絶対差分値及びオフセットが、動き推定処理ユニ
ット３３１に出力される。動き推定処理ユニット３３１
は、次に示すように、ピクチャ構造に依存して、３つの
どの結果が全体的に最良合致を生成したかを決定する。 プログレッシブ： 最良合致フレーム基準マクロブロック（ＲＭＢ） 最良合致ｆ１及びｆ２結合フィールド基準マクロブロッ
ク（ＲＭＢ） 最良合致デュアル・プライム基準マクロブロック（ＲＭ
Ｂ） インタレース式： 最良合致反対パリティ・フィールド基準マクロブロック
（ＲＭＢ） 最良合致同一パリティ・フィールド基準マクロブロック
（ＲＭＢ） 最良合致デュアル・プライム基準マクロブロック（ＲＭ
Ｂ）

【００５１】動き推定処理ユニット３３１はＤＰユニッ
ト３２５に、ＦＤユニット３２７に出力する基準マクロ
ブロック（ＲＭＢ）結果を知らせる。この時点で、洗練
動き推定フェーズが完了する。

【００５２】マクロブロック復元フェーズを開始する次
のユニットは、ＦＤユニット３２７である。このユニッ
トは現マクロブロック（ＣＭＢ）及び最良合致基準マク
ロブロック（ＲＭＢ）輝度データを、ＤＰユニット３２
５から集め、対応する現マクロブロック（ＣＭＢ）色差
データを輝度／色差バッファ２０７からフェッチし、非
イントラ符号化マクロブロックに対する基準マクロブロ
ック（ＲＭＢ）色差データを、洗練探索メモリ２２９か
らフェッチする。動き推定処理ユニット３３１から受信
され、現マクロブロック（ＣＭＢ）がイントラまたは非
イントラのいずれに符号化されるかを示す情報に依存し
て、このユニットは輝度及び色差データを異なる方法で
処理する。判定がイントラ（動き無し）の場合、ＦＤユ
ニット３２７は現マクロブロック（ＣＭＢ）輝度及び色
差データを、直接、差分／ＱＸＦＲＭデータ・バス３３
２に出力し、全てが'００'の基準マクロブロック（ＲＭ
Ｂ）輝度及び色差データを、動き調整（ＭＡ）ユニット
３２９に送信する。判定が非イントラ（動き有り）の場
合、ＦＤユニット３２７はＣＭＢ−ＲＭＢ輝度及び色差
データを、差分／ＱＸＦＲＭデータ・バス３３２上に出
力し、選択された基準マクロブロック（ＲＭＢ）輝度及
び色差データを、ＭＡユニット３２９に送信する。非イ
ントラの場合、動き推定処理ユニット３３１が、ＦＤユ
ニット３２７内の洗練探索メモリ・ポインタを初期化
し、要求される基準マクロブロック（ＲＭＢ）色差デー
タをフェッチし、ＣＭＢ−ＲＭＢ色差差分を計算する。
ここでＦＤユニット３２７は差分／ＱＸＦＲＭデータ・
バス３３２の適正な調停を請け負うことに注目された
い。これは、このユニットにより送信される輝度（また
は色差）データの全部が、次の色差（または輝度）デー
タの伝送前に、ＩＱ（逆量子化）ユニット３３３に戻さ
れるように保証することにより達成される。ＦＤユニッ
ト３２７により出力されるデータは更に、動き推定処理
ユニット３３１により、非イントラ・マクロブロックに
対して動きベクトルをタグ付けされる。動きベクトル・
データは動き推定処理ユニット３３１により、動きベク
トル（ＭＶ）・バス２４１上に出力される。

【００５３】ＦＤユニット３２７により出力されるデー
タに対する離散コサイン変換（ＤＣＴ）及び量子化変換
の適用に際して、このデータが変換及び量子化されたデ
ータの復元（復号）のために、ＩＱユニット３３３にブ
ロック形式で戻される。ＩＱユニット３３３及びＩＤ
（逆ＤＣＴ）ユニット３３５の両方が、ＭＰＥＧ２規格
により指定される逆量子化機能及び逆離散コサイン変換
機能を実行する。従って、ＦＤユニット３２７により出
力されるオリジナル輝度及び色差マクロブロック・デー
タの有損失バージョンが獲得され、これは正に外部ＭＰ
ＥＧ２復号器がマクロブロックを伸張する方法に相当す
る。この有損失輝度及び色差マクロブロック・データが
ＭＡ（動き調整）ユニット３２９に送信され、ＭＡユニ
ット３２９はこのデータに、ＦＤユニット３２７から以
前に受信した基準マクロブロック（ＲＭＢ）・データを
加算する。結果の輝度及び色差マクロブロック・データ
が、処理される全てのＩ及びＰピクチャに対して、メモ
リ制御装置３０１を介して、洗練探索メモリ２２９に出
力される。

【００５４】最後に、本発明は特定の好適な実施例に関
し述べられてきたが、これらは本発明の範囲を制限する
ものではないことを述べておく。

【００５５】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。

【００５６】（１）デジタル・ビデオ・データ・ストリ
ームの時間圧縮方法であって、少なくとも１つの探索ユ
ニット内で、基準ピクチャ内の画素を階層的に探索し、
現マクロブロックに対応する最良合致マクロブロックを
見い出すステップと、前記最良合致マクロブロックと前
記現マクロブロックとの間の動きベクトルを構成するス
テップと、を含む、方法。 （２）複数の探索ユニット内で複数の階層的探索を実行
し、探索窓サイズを増加するステップを含む、前記
（１）記載の方法。 （３）最良合致マクロブロック差分及びオフセットを、
１つの探索ユニットから次の探索ユニットにデイジー・
チェイン式に渡すステップを含む、前記（２）記載の方
法。 （４）最良合致マクロブロック最小絶対差分及びオフセ
ットを、最後の階層探索ユニットから洗練探索及び復元
ユニットに渡すステップを含む、前記（３）記載の方
法。 （５）デジタル・ビデオ・データ・ストリームの時間圧
縮方法であって、ダウンサンプルされる全画素値を用い
て、基準ピクチャ内の画素を探索し、現マクロブロック
に対応する最良合致マクロブロックを見い出すステップ
と、前記最良合致マクロブロックと前記現マクロブロッ
クとの間の動きベクトルを構成するステップと、を含
む、方法。 （６）全探索、２：１ダウンサンプル式探索、または
４：１ダウンサンプル式探索により探索するステップを
含む、前記（５）記載の方法。 （７）次のピクチャがイントラ符号化され、出力がオリ
ジナル現マクロブロックである、前記（５）記載の方
法。 （８）次のピクチャが双方向符号化されるか、または予
測符号化され、出力が最良合致差分マクロブロックであ
る、前記（５）記載の方法。 （９）非復元基準マクロブロック・データを用いて、前
記最良合致マクロブロックを探索するステップを含む、
前記（５）記載の方法。 （１０）その後、ダウンサンプル式合致のオフセット周
辺の復元された洗練探索データを用いて、非ダウンサン
プル式全画素探索を実行するステップを含む、前記
（９）記載の方法。 （１１）その後、最良合致非ダウンサンプル式全画素最
良合致マクロブロックの位置にもとづき、復元された洗
練データを用いて、半画素探索を実行するステップを含
む、前記（１０）記載の方法。 （１２）デュアル・プライム探索を実行するステップを
含む、前記（１１）記載の方法。 （１３）デジタル・ビデオ・データ・ストリームの時間
圧縮方法であって、偶数／偶数、奇数／奇数、偶数／奇
数、及び奇数／偶数フィールド探索ユニット入力によ
り、基準ピクチャ・フィールド内の画素をフィールド探
索し、現マクロブロックに対応する最良合致マクロブロ
ックを見い出すステップと、前記最良合致マクロブロッ
クと前記現マクロブロックとの間の動きベクトルを構成
するステップと、を含む、方法。 （１４）最良フィールド探索の補間により探索するステ
ップを含む、前記（１３）記載の方法。 （１５）デジタル・ビデオ動き推定のための探索プロセ
ッサであって、階層探索ユニットと、前記階層探索ユニ
ットに直列な洗練探索ユニットと、を含む、探索プロセ
ッサ。 （１６）前記階層探索ユニットがダウンサンプル式全画
素探索手段を含む、前記（１５）記載の探索プロセッ
サ。 （１７）前記洗練探索ユニットが全画素探索手段、半画
素探索手段、及びデュアル・プライム探索手段を含み、
前記全画素探索手段が前記半画素探索手段及び前記デュ
アル・プライム探索手段と直列であり、前記半画素探索
手段が前記デュアル・プライム探索手段と直列である、
前記（１５）記載の探索プロセッサ。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は一般的なＭＰＥＧ２準拠符号化器１１の
フロー図を示し、これは離散コサイン変換器２１、量子
化器２３、可変長符号化器２５、逆量子化器２９、逆離
散コサイン変換器３１、動き補償４１、フレーム・メモ
リ４２、及び動き推定４３を含む。データ・パスはｉ番
目のピクチャ入力１１１、差分データ１１２、動きベク
トル１１３、ピクチャ出力１２１、動き推定及び補償の
ためのフィードバック・ピクチャ１３１、及び動き補償
済みピクチャ１０１を含む。この図は、ｉ番目のピクチ
ャがフレーム・メモリ４２内に存在し、ｉ＋１番目のピ
クチャが動き推定により符号化されていることを想定す
る。

【図２】Ｉ、Ｐ及びＢピクチャ、それらの表示及び伝送
順序の例、並びに順方向及び逆方向動き推定を示す図で
ある。

【図３】現フレームまたはピクチャ内の動き推定ブロッ
クから、次のまたは前のフレームまたはピクチャ内の最
良合致ブロックへの探索を示す図である。要素２１１及
び２１１'は、両方のピクチャ内の同一の位置を表す。

【図４】動きベクトルに従う前のピクチャ内の位置から
新たなピクチャへのブロックの動き、及び動きベクトル
により調整された後の前のピクチャのブロックを示す図
である。

【図５】階層探索ユニット２０１及び洗練探索ユニット
２２１を有する探索ユニットの全体アーキテクチャを示
す図である。階層探索ユニット２０１は、ダウンサンプ
ル式全画素探索ユニット２０３を有する。洗練探索ユニ
ット２２１は、全画素探索ユニット２２３を有し、これ
は入力を半画素探索ユニット２２５及びデュアル・プラ
イム探索ユニット２２７の両方に提供する。デュアル・
プライム探索ユニット２２７は、半画素探索ユニット２
２５からも入力を受信する。

【図６】階層動き推定データ・フローを示し、階層探索
ユニット２０１が、前の階層探索ユニット（図示せず）
からの最良合致／差分オフセット・データと、現マクロ
ブロック（ＣＭＢ）・データ・バス２０５からのデータ
とを受信し、洗練探索／復元ユニット２２１及び階層探
索メモリ２１５への出力を有する。洗練探索／復元ユニ
ット２２１は、現マクロブロック・データ・バス２０５
からデータを受信し、差分／ＱＸＦＲＭデータ・バス２
３１及び洗練探索メモリ２２９との間でデータを送受信
する。洗練探索／復元ユニット２２１の出力は、動きベ
クトル・バス２４１に出力される。

【図７】階層探索ユニットのデータ・フローを示し、現
マクロブロック・データ・バス２０５から輝度バッファ
２０７を通じて、データ（輝度データのみ）を受信し、
探索データ・バス２０９にデータを送受信する。４つの
フィールド探索ｆ１／ｆ１ ３０１、ｆ２／ｆ２ ３０
３、ｆ１／ｆ２ ３０５、及びｆ２／ｆ１ ３０７が示
される。これらはそれぞれｆ１／ｆ１差分、ｆ２／ｆ２
差分、ｆ１／ｆ２差分、及びｆ２／ｆ１差分を提供す
る。これらのデータは最良合致結果選択ユニット３１１
に提供され、これは最良合致差分／オフセット３１３を
出力する。

【図８】洗練探索／復元ユニット２２１のデータ・フロ
ーを示す。輝度及び色差データが、メモリ制御装置３０
１の制御の下で、現マクロブロック・データ・バス２０
５及び輝度／色差バッファ２０７を通じて、このユニッ
トに入力する。データは全解像度ユニット（ＦＲ）３２
１、半解像度ユニット（ＨＲ）３２３、更にデュアル・
プライム・ユニット（ＤＰ）３２５、ＦＤユニット３２
７を通じて、動き調整ユニット（ＭＡ）３２９に渡され
る。動き推定処理ユニット３３１がこれらのユニットを
制御し、制御信号を動きベクトル・バス（ＭＶバス）２
４１に送信する。ＦＤユニット３２７の出力は、差分／
ＱＸＦＲＭデータ・バス３３２に出力され、逆量子化器
（ＩＱ）３３３及び逆離散コサイン変換ユニット・ユニ
ット３３５を通じて、動き調整ユニット（ＭＡ）３２９
に戻される。

【符号の説明】

１１ 符号化器 ２１ 離散コサイン変換器 ２３ 量子化器 ２５ 可変長符号化器 ２９ 逆量子化器 ３１ 逆離散コサイン変換器 ４１ 動き補償 ４２ フレーム・メモリ ４３ 動き推定 １０１ 動き補償済みピクチャ １１１ ピクチャ入力 １１２ 差分データ 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 ２０１ 階層探索ユニット ２０３ ダウンサンプル式全画素探索ユニット ２０５ 現マクロブロック（ＣＭＢ）・データ・バス ２０７ 輝度／色差バッファ ２０９ 探索データ・バス ２１５ 階層探索メモリ ２２１ 洗練探索／復元ユニット ２２３ 全画素探索ユニット ２２５ 半画素探索ユニット ２２７ デュアル・プライム探索ユニット ２２９ 洗練探索メモリ ２３１、３３２ 差分／ＱＸＦＲＭデータ・バス ２４１ 動きベクトル・バス ３０１ フィールド探索ｆ１／ｆ１ ３０３ フィールド探索ｆ２／ｆ２ ３０５ フィールド探索ｆ１／ｆ２ ３０７ フィールド探索ｆ２／ｆ１ ３１１ 最良合致結果選択ユニット ３１３ 最良合致差分／オフセット ３２１ 全解像度ユニット（ＦＲ） ３２３ 半解像度ユニット（ＨＲ） ３２５ デュアル・プライム・ユニット（ＤＰ） ３２７ ＦＤユニット ３２９ 動き調整ユニット（ＭＡ） ３３１ 動き推定処理ユニット ３３３ 逆量子化器（ＩＱ） ３３５ 逆離散コサイン変換ユニット（逆ＤＣＴ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・マーク・カクツマルスキー アメリカ合衆国13760、ニューヨーク州エ ンディコット、サラー・レーン 908 (72)発明者 アグネス・イー・ンガイ アメリカ合衆国13760、ニューヨーク州エ ンドウェル、パートリッジ・プレース 725 (72)発明者 エドワード・フランシス・ウェスターマン アメリカ合衆国13760、ニューヨーク州エ ンディコット、ドロシー・ストリート 189 (72)発明者 ロバート・ジェイ・ヤグレイ アメリカ合衆国13760、ニューヨーク州エ ンディコット、レオン・ドライブ 580

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デジタル・ビデオ・データ・ストリームの
   時間圧縮方法であって、 少なくとも１つの探索ユニット内で、基準ピクチャ内の
   画素を階層的に探索し、現マクロブロックに対応する最
   良合致マクロブロックを見い出すステップと、 前記最良合致マクロブロックと前記現マクロブロックと
   の間の動きベクトルを構成するステップと、 を含む、方法。
2. 【請求項２】複数の探索ユニット内で複数の階層的探索
   を実行し、探索窓サイズを増加するステップを含む、請
   求項１記載の方法。
3. 【請求項３】最良合致マクロブロック差分及びオフセッ
   トを、１つの探索ユニットから次の探索ユニットにデイ
   ジー・チェイン式に渡すステップを含む、請求項２記載
   の方法。
4. 【請求項４】最良合致マクロブロック最小絶対差分及び
   オフセットを、最後の階層探索ユニットから洗練探索及
   び復元ユニットに渡すステップを含む、請求項３記載の
   方法。
5. 【請求項５】デジタル・ビデオ・データ・ストリームの
   時間圧縮方法であって、 ダウンサンプルされる全画素値を用いて、基準ピクチャ
   内の画素を探索し、現マクロブロックに対応する最良合
   致マクロブロックを見い出すステップと、 前記最良合致マクロブロックと前記現マクロブロックと
   の間の動きベクトルを構成するステップと、 を含む、方法。
6. 【請求項６】全探索、２：１ダウンサンプル式探索、ま
   たは４：１ダウンサンプル式探索により探索するステッ
   プを含む、請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】次のピクチャがイントラ符号化され、出力
   がオリジナル現マクロブロックである、請求項５記載の
   方法。
8. 【請求項８】次のピクチャが双方向符号化されるか、ま
   たは予測符号化され、出力が最良合致差分マクロブロッ
   クである、請求項５記載の方法。
9. 【請求項９】非復元基準マクロブロック・データを用い
   て、前記最良合致マクロブロックを探索するステップを
   含む、請求項５記載の方法。
10. 【請求項１０】その後、ダウンサンプル式合致のオフセ
    ット周辺の復元された洗練探索データを用いて、非ダウ
    ンサンプル式全画素探索を実行するステップを含む、請
    求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】その後、最良合致非ダウンサンプル式全
    画素最良合致マクロブロックの位置にもとづき、復元さ
    れた洗練データを用いて、半画素探索を実行するステッ
    プを含む、請求項１０記載の方法。
12. 【請求項１２】デュアル・プライム探索を実行するステ
    ップを含む、請求項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】デジタル・ビデオ・データ・ストリーム
    の時間圧縮方法であって、 偶数／偶数、奇数／奇数、偶数／奇数、及び奇数／偶数
    フィールド探索ユニット入力により、基準ピクチャ・フ
    ィールド内の画素をフィールド探索し、現マクロブロッ
    クに対応する最良合致マクロブロックを見い出すステッ
    プと、 前記最良合致マクロブロックと前記現マクロブロックと
    の間の動きベクトルを構成するステップと、 を含む、方法。
14. 【請求項１４】最良フィールド探索の補間により探索す
    るステップを含む、請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】デジタル・ビデオ動き推定のための探索
    プロセッサであって、 階層探索ユニットと、 前記階層探索ユニットに直列な洗練探索ユニットと、 を含む、探索プロセッサ。
16. 【請求項１６】前記階層探索ユニットがダウンサンプル
    式全画素探索手段を含む、請求項１５記載の探索プロセ
    ッサ。
17. 【請求項１７】前記洗練探索ユニットが全画素探索手
    段、半画素探索手段、及びデュアル・プライム探索手段
    を含み、前記全画素探索手段が前記半画素探索手段及び
    前記デュアル・プライム探索手段と直列であり、前記半
    画素探索手段が前記デュアル・プライム探索手段と直列
    である、請求項１５記載の探索プロセッサ。