JPH10313461A - 画像復号器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予測誤差のブロック符号化においてはフィー
ルドとフレームを適応的に切り換えるブロック化を行な
うことによって効率の良い符号化を実現する符号化方式
に対応した復号を行う画像復号器を得る。 【解決手段】 局部復号部５がブロック化された予測誤
差信号を復号し、続いてブロッキング分解部１４がその
予測誤差信号ブロックを、そのブロックが１種類のフィ
ールド信号から構成されている場合、あるいは複数のフ
ィールド信号から構成されている場合に従い、予測誤差
信号に分解する。また、補間部１０では、フィールドメ
モリ８，９からの予測信号１０４ａ，１０４ｂに基づい
て補間予測信号１０４ｃを生成し、セレクタ１１がそれ
らの予測信号から一つの予測信号１１０を選択し、加算
器６に出力する。加算器６では、その予測信号１１０と
予測誤差信号とを加算して復号画像信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば、ディ
ジタル動画像信号を高能率符号化するフレーム間適応符
号化方式にに対応した復号を行う画像復号器に関わる。

【０００２】

【従来の技術】図１８は、例えばS.Nogaki,M.Ohta,T.Om
achi■A Study on HDTV Signal Coding with Motion Ad
aptive Noise Reduction■,（第３回HDTV国際ワークシ
ョップ予稿Vol3,1989.）に述べられている従来のフレー
ム間予測符号化方式を示すブロック図であり、図におい
て、１はフレームメモリ、２は動き検出部、３は差分
器、４は符号化部、５は局部復号部、６は加算器、７は
多重化部である。また、図では省略しているが、送信先
の復号側でも同様にして符号化データの復号を行い画像
信号を再生する。

【０００３】次に図１８をもとに動作について説明す
る。飛び越し走査され、奇数および偶数の両フィールド
から１フレームが構成される入力画像信号１０１に対
し、複数画素をまとめたブロック単位に前フレームの同
種のフィールドとの動きの検出が行なわれる。奇数フィ
ールドの動きの検出は動き検出部２において、入力画像
信号１０１の符号化対象ブロックに対し、フレームメモ
リ１内の既に符号化した奇数フィールドの符号化対象ブ
ロックに対応する位置を中心とした近傍ブロック１０２
の中から最も類似したブロックを探索することによって
行なわれる。類似度の評価値としては、両ブロックの対
応する画素の差分絶対値和や差分自乗和などが使用され
る。ここで得られた最も類似したブロックに対する符号
化対象ブロックの水平・垂直方向の動き量が動きベクト
ル１０３として出力される。フレームメモリ１からはこ
の動きベクトル１０３に対応した動き補償予測信号１０
４が出力される。

【０００４】差分器３で入力信号１０１から動き補償予
測信号１０４を減算して得られる予測誤差信号１０５
は、符号化部４に入力され、空間的な冗長度の除去が行
なわれる。一般的に画像信号の低周波数成分は電力的に
大きな成分を占めるため、電力の大きな部分では多くの
ビットで、電力の少ない部分では少ないビットで量子化
を行なうことにより情報の圧縮を図る。この方法とし
て、例えば８×８画素ブロックに対して離散コサイン変
換などの直交変換を施して周波数変換を行い、変換係数
をスカラ量子化する。スカラ量子化された符号化データ
１０６は局部復号部５と多重化部７に送られる。多重化
部７では符号化データ１０６と動きベクトル１０３を多
重化、伝送路符号化を行い、伝送路１０９へ送出する。

【０００５】一方、局部復号部５では符号化部４と逆の
操作、すなわち逆スカラ量子化、逆直交変換が行なわ
れ、復号誤差信号１０７が得られる。この復号誤差信号
１０７に加算器６で動き補償予測信号１０４を加え、得
られた局部復号信号１０８をフレームメモリ１に保持
し、次フレームの奇数フィールドの動きを検出するため
に用いられる。

【０００６】また、入力画像信号１０１の偶数フィール
ドも同様に、フレームメモリ１の既に符号化したフィー
ルドとの動き検出が行なわれ、動き補償予測誤差信号が
符号化される。このように、従来のフレーム間予測符号
化方式は動画像信号に含まれている時間的冗長度の除去
を動き補償予測符号化により行い、空間的冗長度の除去
には直交変換などが用いられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のフレーム間予測
符号化方式は、既に符号化したフレームの奇数フィール
ドから現在の奇数フィールドを予測し、既に符号化した
フレームの偶数フィールドから現在の偶数フィールドを
予測して、奇数フィールドと偶数フィールドを個別に符
号化するように構成されているので、飛び越し走査され
た連続するフィールド間に存在する空間的相関を用いて
いないため符号化効率が悪いという問題点があった。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、予測誤差のブロック符号化にお
いてはフィールドとフレームを適応的に切り換えるブロ
ック化を行なうことによって効率の良い符号化を実現す
る符号化方式に対応した復号を行う画像復号器を得るこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明における画像
復号器は、以下の要素を有するものである。 （ａ）既に復号された画像信号を、複数のフィールドに
分割して記憶するフィールドメモリ、（ｂ）上記フィー
ルドメモリに蓄積されたフィールド信号に基づき、画像
信号の変化を予測する複数の予測信号を出力する予測信
号出力手段、（ｃ）少なくとも二つの予測信号から補間
予測信号を生成する補間手段、（ｄ）予測信号と補間予
測信号とを入力し、複数の予測信号と補間予測信号とか
ら一つの予測信号を選択するセレクタ、（ｅ）ブロック
化された予測誤差信号を復号する手段、（ｆ）上記復号
された予測誤差信号ブロックを、そのブロックが１種類
のフィールド信号から構成されている場合、あるいは複
数のフィールド信号から構成されている場合に従い、予
測誤差信号に分解するブロック分解手段、（ｇ）上記分
解された予測誤差信号と上記セレクタにより選択された
予測信号とから画像信号を再生する手段。（ｈ）再生さ
れた画像信号を出力する手段。

【００１０】また、第２の発明における画像復号器で
は、補間手段は、複数の予測信号の加算平均を求めるこ
とにより補間予測信号を生成するものである。

【００１１】このため、第１の発明における画像復号器
では、既に復号された画像信号を、複数のフィールドに
分割して記憶し、そのフィールド信号に基づき画像信号
の変化を予測する複数の予測信号を出力すると共に、少
なくとも二つの異なる予測信号から補間予測信号を生成
し、複数の予測信号と補間予測信号とから一つの予測信
号を選択する。また、ブロック化された予測誤差信号を
復号し、その復号された予測誤差信号ブロックを、その
ブロックが１種類のフィールド信号から構成されている
場合、あるいは複数のフィールド信号から構成されてい
る場合に従い、予測誤差信号に分解し、その分解された
予測誤差信号と選択された予測信号とから画像信号を再
生して出力する。これにより、符号化側で、既に符号化
したフレームの両方のフィールドからの予測信号を補間
した信号を予測信号として用いて動き補償予測を行い、
奇数および偶数フィールドのいずれかの画素のみをブロ
ック化をする場合と、奇数および偶数フィールドの両方
の画素をブロック化をする場合とで、符号化に適するほ
うを採用し符号化の効率をあげて符号化した場合でも、
正しく復号を行うことができる。

【００１２】また、次の発明における画像復号器では、
二つの異なる予測信号から補間予測信号を生成する際、
複数の予測信号の加算平均を求めることにより行う。

【００１３】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１は本発明の一実施の形態による適応
フィールド／フレーム符号化方式の構成図であり、８は
奇数フィールドの局部復号信号を格納する奇数フィール
ドメモリ、９は偶数フィールドの局部復号信号を格納す
る偶数フィールドメモリ、１０は前記２つのフィールド
から動き補償予測された予測信号を補間する補間部、１
１は奇数および偶数フィールドから予測された予測信号
と前記補間された予測信号との合計３つから最適予測を
与える予測信号を選択するセレクタである。

【００１４】また、２００は動き検出手段、３００は予
測誤差信号出力手段、５００は符号化手段である。

【００１５】図２は、飛び越し走査され、奇数、偶数フ
ィールドが交互に入力される入力画像信号１０１を横軸
に時間を取り、縦軸に垂直方向をとった場合の状態を示
す図である。図２において、Ｋ１は最初のフレームの奇
数フィールド、Ｇ１は最初のフレームの偶数フレームを
示している。同様にＫ２は２番目のフレームの奇数フィ
ールド、Ｇ２は２番目のフレームの偶数フィールドを示
している。

【００１６】図３は、前記補間部１０のブロック図の一
例である。入力される奇数フィールドからの動き補償予
測信号１０４ａと、偶数フィールドからの動き補償予測
信号１０４ｂとの単純な加算平均をとり、この出力を補
間予測信号１０４ｃとする。

【００１７】次に図１、図２、図３をもとに動作につい
て説明する。飛び越し走査され、奇数・偶数フィールド
が交互に入力される入力画像信号１０１に対して、複数
画素をまとめた（ｎ×ｍ）ブロック単位に前フレームの
奇数および偶数フィールドとの動き検出が行なわれる。
前フレームの奇数フィールドとの動き検出は動き検出部
２において、入力画像信号１０１のフィールドの符号化
対象ブロックに対し、奇数フィールドメモリ８内の既に
符号化した奇数フィールドの符号化対象に対応する位置
を中心とした近傍ブロック１０２ａの中から最も類似し
たブロックを探索することによって行なわれる。

【００１８】たとえば、図４に示すように、前のフレー
ムにおいて、Ｈ１という画像が（ｎ×ｍ）のひとつのブ
ロック単位内に存在しており、今回入力した画像信号の
中にはＨ１の場所からＨ２の場所に移動していた場合、
動き検出部２はこのブロックがＨ１からＨ２に水平方向
に移動したという動きベクトル１０３を出力する。ま
た、この場合垂直方向には動き量がないので、動きベク
トル１０３は垂直方向に関しては０と出力されることに
なる。このように得られた水平・垂直方向の動き量が動
きベクトル１０３として出力される。

【００１９】奇数フィールドメモリ８からはこの動きベ
クトル１０３に対応した動き補償予測信号１０４ａが出
力される。同様に前フレームの偶数フィールドとの動き
補償が動き検出部２において、入力画像信号１０１の符
号化対象ブロックに対し、偶数フィールドメモリ９内の
近傍ブロック１０２ｂの中から類似ブロックを探索する
ことにより行なわれ、動きベクトル１０３として出力さ
れる。偶数フィールドメモリ９からはこの動きベクトル
１０３に対応した動き補償予測信号１０４ｂが出力され
る。

【００２０】奇数フィールドメモリ８から動きベクトル
１０３に従って動き補償された動き補償予測信号１０４
ａと、第２のフィールドメモリ９から動きベクトル１０
３に従って動き補償された動き補償予測信号１０４ｂと
から、図２に示す補間部１０により補間処理が行なわ
れ、補間予測信号１０４ｃが生成される。前記奇数フィ
ールドから得られる動き補償予測信号１０４ａと、偶数
フィールドから得られる動き補償予測信号１０４ｂと、
補間された動き補償予測信号１０４ｃとの内で、入力画
像信号１０１の符号化対象ブロックとの誤差信号電力が
最少の予測信号をセレクタ１１によって選択し、予測信
号１１０として出力する。

【００２１】図５は、この動作を説明するための図であ
る。図１に示した奇数フィールドメモリ８には前フレー
ムの奇数フィールドＫ１が記憶されており、図１の偶数
フィールドメモリ９には図５の前フレームの偶数フィー
ルドＧ１が記憶されているものとする。ここで、入力画
像信号１０１を今回のフレームとして奇数フィールドＫ
２と偶数フィールドＧ２を入力する場合の動作を説明す
る。

【００２２】まず、奇数フィールドＫ２が入力された場
合には、奇数フィールドメモリ８に記憶されている前フ
レームの奇数フィールドＫ１からの動き補償予測信号１
０４ａがセレクタ１１に入力される。

【００２３】同様に偶数フィールドメモリ９に記憶され
ている前フレームの偶数フィールドＧ１が動き補償予測
信号１０４ｂとしてセレクタ１１に入力される。さら
に、これらＫ１とＧ１のデータは補間部１０に入力さ
れ、図２に示すような補間処理が行われた後、同じく、
動き補償予測信号１０４ｃとしてセレクタ１１に入力さ
れることになる。セレクタ１１内部においては、これら
３種類の動き補償予測信号１０４ａ、１０４ｂ、１０４
ｃを入力し、同時に入力画像信号１０１を入力し、それ
ぞれを比較することにより誤差信号電力が最小になる予
測信号を選択することになる。

【００２４】同様に、今回入力されたフレームの偶数フ
ィールドＧ２に対しても奇数フィールドメモリ８に記憶
されている奇数フィールドＫ１に基づく動き補償予測信
号１０４ａ、および偶数フィールドメモリ９に記憶され
ている偶数フィールドＧ１に基づく動き補償予測信号１
０４ｂ、およびこれら両方のフィールドに基づく動き補
償予測信号１０４ａ、１０４ｂを入力して補間処理を行
った結果得られた動き補償予測信号１０４ｃを入力し、
セレクタ１１は入力画像信号１０１の符号化対象ブロッ
クの誤差信号電力が最小になる予測信号を選択すること
になる。

【００２５】実施の形態２．上記実施の形態１において
は、補間部を有し、補間部が奇数フィールドメモリ８と
偶数フィールドメモリ９からの動き補償予測信号１０４
ａ、１０４ｂに基づいて補間処理を行い、動き補償予測
信号１０４ｃを出力する場合を示したが、図６に示すよ
うに補間部１０が存在しないような場合でもかまわな
い。この場合にはセレクタ１１に奇数フィールドメモリ
に記憶された前回の奇数フィールドＫ１および偶数フィ
ールドメモリ９に記憶された前回の偶数フィールドＧ１
の２つによって動き補償予測信号が生成され、セレクタ
１１はこの２種類の動き補償予測信号１０４ａ、１０４
ｂの中から誤差信号電力が最小になる予測信号を選択す
ることになる。

【００２６】実施の形態３．また、上記実施の形態１で
は、補間部として単純な加算平均を用いていたが、以下
に説明する図７のようなフィールド距離を考慮した重み
付きの加算平均手段を用いることにより、さらに予測効
率の高い符号化を実現し得る。図７は、補間部１０のブ
ロック図の一例である。奇数フィールドからの動き補償
予測信号１０４ａに符号化しようとするフィールドとの
距離に基づいた重みαを掛け、偶数フィールドからの動
き補償予測信号１０４ｂに符号化しようとするフィール
ドとの距離に基づいた重みβを掛けて加算平均をとり、
この出力を補間予測信号１０４ｃとする。

【００２７】次に前述した図５を用いてこの実施の形態
３に係る補間部１０の具体的な重みの値について説明す
る。図５に示すように、Ｔを奇数フィールド、あるい
は、偶数フィールドを入力するための単位時間と考える
と、奇数フィールドＫ１と奇数フィールドＫ２の間には
２Ｔの時間差がある。また、偶数フィールドＧ１と奇数
フィールドＫ２の間にはＴの時間差がある。したがっ
て、この時間差を用いて重み付けαとβを決定すること
が可能である。たとえば、奇数フィールドＫ１は２Ｔの
時間距離があるために、αを１とし、偶数フィールドＧ
１は奇数フィールドＫ２とＴの時間距離があるために、
βを２とすることにより、より時間距離が近いものに対
して重みを大きくすることが可能になる。同様に偶数フ
ィールドＧ２に対して奇数フィールドＫ１は３Ｔの時間
距離があり、偶数フィールドＧ１は２Ｔの時間距離があ
るために偶数フィールドＧ２に対する重みを付ける場合
には、αを２とし、βを３とすることにより、時間距離
に比例した重み付けを付けることが可能になる。

【００２８】実施の形態４．上記実施の形態３において
は、補間部において時間距離に基づいて重みαとβを決
定する場合を示したが、時間距離にかかわらず、たとえ
ば、奇数フィールドに付ける重みαを常に偶数フィール
ドβに付ける重みより大きくする、あるいは、小さくす
るというような重み付けを行ってもかまわない。また、
上記実施の形態３においては奇数フィールドに使用する
重みα、βと偶数フィールドに用いる重みα、βを異な
る場合を示したが、奇数フィールドおよび偶数フィール
ドに用いる重みをそれぞれ等しくしてもかまわない。ま
た、上記実施の形態３においては、単に重みαとβを用
いる場合を示したが、それ以外の係数、たとえば、２次
関数をもった係数、あるいは、特別な特性をもった関数
によって重みを決定するような場合でもかまわない。ま
た、これら重みαとβは、１種類だけ保有する場合に限
らず、入力される信号の種類、あるいは、入力される信
号の特性によりそれぞれ重みα、βを複数種類用意して
おき、切り換えて使うようにしてもかまわない。

【００２９】実施の形態５．次にこの発明の他の実施の
形態を図８を用いて説明する。図８において、１２は予
測誤差信号を奇数および偶数フィールド個別にブロック
化するか、奇数および偶数フィールドの両方の画素を含
んだブロック化をするかを選択するブロッキング選択
部、１３は前記ブロッキング選択部の出力に従ってブロ
ック化を行なうブロッキング構成部、１４は前記ブロッ
キング選択部の出力に従ってブロック化を分解して元の
フィールドに分解するブロッキング分解部、４００はブ
ロック化手段であり、その他の部分は、図１に示したも
のと同様である。

【００３０】図９は、ブロッキング選択部１２のブロッ
ク図の一例である。予測誤差信号１０５は、奇数フィー
ルドであれば奇数フィールドメモリ３１に、偶数フィー
ルドであれば偶数フィールドメモリ３２に格納される。
図１０（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、ｐ＝１６、
ｑ＝１６とするブロックを考え、フィールド個別ブロッ
キング部３３では奇数および偶数フィールドのいずれか
の画素を（ｐ画素×ｑライン）のブロック内部に含んだ
ブロック化を行い、符号化部３５で符号化する。また、
フィールド合成ブロッキング部３４では図１０（ｃ）に
示すように、奇数および偶数フィールドの両方の画素を
互い違いにしてブロック内部に含んだ（ｐ画素×ｑライ
ン）のブロック化を行い、符号化部３６で符号化する。
情報量比較部３７において前記符号化部３５および符号
化部３６で符号化した符号化データの発生情報量を比較
し、発生情報量の少ないブロック化をブロッキング選択
信号１１１として出力する。

【００３１】図１１は、ブロッキング構成部のブロック
図の一例である。予測誤差信号１０５は、奇数フィール
ドであれば奇数フィールドメモリ４１に、偶数フィール
ドであれば偶数フィールドメモリ４２に格納される。ブ
ロッキング選択部１２から出力されるブロッキング選択
信号１１１に従って、前記奇数フィールドメモリ４１お
よび偶数フィールドメモリ４２に格納された予測誤差信
号を、奇数および偶数フィールドのいずれかの画素を
（ｐ画素×ｑライン）のブロック内部に含んだブロック
化を行なうか、奇数および偶数フィールドの両方の画素
を（ｐ画素×ｑライン）のブロック内部に含んだブロッ
ク化を行なうを、ブロッキング構成器４３で切り換え、
ブロック化された予測誤差信号を出力する。

【００３２】図１２は、ブロッキング分解部のブロック
図の一例である。局部復号部５によって復号されたデー
タは、ブロッキング分解器４４に入力され、ブロッキン
グ選択部１２から出力されるブロッキング選択信号１１
１に従ってブロッキングの分解が行なわれ、各々個別の
フィールドメモリ４５、４６に格納される。格納された
データは復号誤差信号１０７として出力される。

【００３３】次に、動作について説明する。差分器３で
入力信号１０１から予測信号１１０を減算して得られる
予測誤差信号１０５は、図１１に示すブロッキング構成
部１３および図３に示すブロッキング選択部１２に入力
される。該ブロッキング選択部１２では、奇数および偶
数フィールドのいずれかの画素のみを（ｐ画素×ｑライ
ン）のブロック内部に含んだブロック化を行なうか、奇
数および偶数フィールドの両方の画素を（ｐ画素×ｑラ
イン）のブロック内部に含んだブロック化を行なうかを
選択するブロッキング選択信号１１１を出力する。ブロ
ッキング構成部１３では、前記ブロッキング選択信号１
１１に従って、フィールド個別のブロック化または両フ
ィールドの画素を含んだブロック化のいずれかを（ｐ×
ｑ）ブロック単位に行い、ブロック化された信号は符号
化部４に入力される。符号化部では直交変換を施し、ス
カラ量子化された変換係数である該符号化データ１０６
は局部復号部５と多重化部８に送られる。

【００３４】局部復号部５では、逆スカラ量子化、逆直
交変換が行なわれた後、ブロッキング選択信号１１１に
従い、ブロック化をフィールドに分解する図５に示すブ
ロッキング分解部１４で奇数・偶数フィールドに分解
し、復号差分信号１０７が得られる。この復号差分信号
１０７に加算器６で予測信号１１０を加え、得られた局
部復号信号１０８を、奇数フィールドであれば第１のフ
ィールドメモリ８に、偶数フィールドであれば第２のフ
ィールドメモリ９に保持し、次のフレームの各フィール
ドの動きを検出するために用いられる。

【００３５】なお、上記実施の形態においては、ｐ＝１
６、ｑ＝１６をひとつのブロック単位とする場合を説明
したが、このｐとｑの値は実施の形態１で説明した動き
検出部２が用いるブロックの大きさｎ×ｍと次のような
関係を持つことが望ましい。 ｐ＝ｎ，ｑ＝２ｍ ＤＣＴ変換は通常８画素×８ラインで行われることが多
いため、これらを４つまとめ、１６画素×１６ラインと
したものが、ブロッキング構成部におけるブロックの大
きさとして（すなわち、ｐとｑの値として）選択したも
のである。この例のように、ｐ＝ｎということは、ｎ＝
１６画素とし、ｑ＝２ｍということは、ｍ＝８というこ
とになる。すなわち、動き検出部２は奇数フィールドお
よび偶数フィールドそれぞれのフィールドに対して動き
検出を行うために、ライン数が半分の８にすることが望
ましい。これに対して、ブロッキング構成部において
は、奇数フィールドと偶数フィールドを合成するような
ブロッキングが考えられるために、この両者を構成した
場合に要する数として１６ラインをひとつのブロックと
して構成することが望ましい。

【００３６】実施の形態６．上記実施の形態５では、ブ
ロッキングの選択に図９に示すような、ブロック化の違
いによる発生情報量を比較することによりブロッキング
選択を行なっていたが、以下に説明する図１３のような
符号化品質の比較によりブロック化の選択を行なうこと
により符号化品質に基づいた符号化が可能となる。

【００３７】図１３は、ブロッキング選択部１２の構成
を示すブロック図の一例である。予測誤差信号１０５
は、奇数フィールドであれば奇数フィールドメモリ５１
に、偶数フィールドであれば偶数フィールドメモリ５２
に格納される。フィールド個別ブロッキング部５３で奇
数および偶数フィールドのいずれかの画素のみを（ｐ画
素×ｑライン）のブロック内部に含んだブロック化を行
い、符号化・復号化部５５で符号化・復号化を行なう。
また、フィールド合成ブロッキング部５４で両フィール
ドの画素を（ｐ画素×ｑライン）のブロック内部に含ん
だブロック化を行い、符号化・復号化部５６で符号化・
復号化を行なう。フィールド個別のブロッキングを行な
った時の符号化・復号化されたデータと符号化直前のデ
ータとの差分と、フィールド合成ブロッキングを行なっ
た時の符号化・復号化されたデータと符号化直前のデー
タとの差分とを、誤差比較器５９により比較し、誤差の
少ないブロック化を選択し、ブロッキング選択信号１１
１として出力する。

【００３８】実施の形態７．上記実施の形態５では、ブ
ロックの選択に発生情報量の比較、実施の形態６では、
符号化誤差の比較によりブロッキング選択を行なってい
たが、以下に説明する図１４のようなブロック化の違い
による含有周波数成分の比較によりブロック化の選択を
行なうことにより、直交変換等を用いた符号化を行なう
際にさらに効率のよい符号化を行なうことが可能とな
る。

【００３９】図１４は、ブロッキング選択部１２の構成
を示すブロック図の一例である。予測誤差信号１０５
は、奇数フィールドであれば奇数フィールドメモリ６１
に、偶数フィールドであれば偶数フィールドメモリ６２
に格納される。フィールド個別ブロッキング部６３で奇
数および偶数フィールドのいずれかの画素のみを（ｐ画
素×ｑライン）のブロック内部に含んだブロック化を行
い、例えば図１５に示すような周波数解析部６５で周波
数解析を行なう。フィールド合成ブロッキング部６４で
両フィールドの画素（ｐ画素×ｑライン）のブロック内
部に含んだブロック化を行い、例えば図８に示すような
周波数解析部６６で周波数解析を行なう。フィールド個
別のブロック化を行なった場合と、フィールド合成のブ
ロック化を行なった場合とで、高域周波数成分の少ない
ブロック化を選択し、ブロッキング選択信号１１１とし
て出力する。

【００４０】図１５は、周波数解析部６５、６６の構成
を示すブロック図の一例である。フィールド個別ブロッ
キング部６３から奇数および偶数フィールドを個別にブ
ロック化した信号が、あるいはフィールド構成ブロッキ
ング部６４から奇数および偶数フィールドの両方の画素
を含んだブロック化をした信号が入力され、この信号を
直交変換器６８を用いて画素領域の信号から周波数領域
の信号へ変換する。変換された周波数領域の信号の中か
ら高周波成分選択器６９により高周波成分を抽出し、高
周波成分加算器７０により前記抽出した高周波成分の累
積をとる。累積のとられた高周波成分は高周波成分比較
部６７において比較され、高周波成分の少ないブロック
化を選択する。

【００４１】図１６は直交変換を施した周波数領域信号
のうち、高周波成分加算器で累積する成分の一例を示し
ている。ここでは、一例として、垂直周波数成分の最高
周波数成分を持つ８つの成分を選択している。

【００４２】実施の形態８．上記実施の形態では、符号
化部４として予測信号の選択情報およびブロッキングの
選択情報を用いていないが、図１７のような予測信号の
選択信号であるセレクタ１１の出力と、ブロック化の切
り換え信号であるブロッキング選択信号を符号化部４に
入力し、符号化特性を選択された予測信号と選択された
ブロック化の情報を用いて制御することにより、よりき
めの細かい制御が可能となり、符号化品質の高い符号化
を実現し得る。

【００４３】以上のように、実施の形態１では、飛び越
し走査により得られる入力画像信号を、動き補償を用い
て予測符号化する方式であって、前記入力画像信号の奇
数あるいは偶数フィールドに対して、既に符号化したフ
レームの奇数および偶数フィールドの両方から個別に
（ｎ画素×ｍライン）のブロック単位（ｎおよびｍは正
数）で動き補償予測を行なうための変位量を求める動き
検出手段と、前記奇数フィールド上から動き補償によっ
て得られた第１の予測信号１０４ａと、偶数フィールド
上から動き補償によって得られた第２の予測信号１０４
ｂと、前記第１および第２の予測信号を補間して得られ
た第３の予測信号１０４ｃとを含む複数の候補の中か
ら、最適な予測を与える予測信号をセレクタ１１で選択
して前記入力信号のフィールドとの差分を求め予測誤差
信号として出力する予測誤差信号出力手段を説明した。

【００４４】また、実施の形態１では、上記第３の予測
信号を得る補間手段は、第１の予測信号と第２の予測信
号とを単純に加算平均する手段であることを特徴とする
適応フィールド／フレーム符号化方式を説明した。

【００４５】このように、動き補償予測された奇数・偶
数の両方のフィールドを単純に加算平均して予測信号の
補間信号を生成することにより、ハードウェアの規模を
最低限に抑えて予測効率のよい符号化を実現し得る。

【００４６】また、実施の形態３では、上記第３の予測
信号を得る補間手段は、第１の予測信号と第２の予測信
号とを、予測に用いたフィールドと符号化しようとする
フィールドとの時間的距離を考慮した重み付きの加算平
均手段であることを特徴とする適応フィールド／フレー
ム符号化方式を説明した。

【００４７】このように、動き補償予測された奇数・偶
数の両方のフィールドを、予測に用いたフィールドと符
号化しようとするフィールドとの時間的距離を考慮した
重み付きの加算平均により補間信号を生成することによ
り、予測効率の非常によい符号化を実現し得る。

【００４８】また、実施の形態５では、前記入力画像信
号の奇数および偶数フィールドに対する予測誤差信号を
（ｐ画素×ｑライン）のブロック単位（ｐおよびｑは正
数）で符号化するために、奇数および偶数フィールドの
いずれかの画素のみを（ｐ画素×ｑライン）のブロック
内部に含んだブロック化を行なうか、奇数および偶数フ
ィールドの両方の画素を（ｐ画素×ｑライン）のブロッ
ク内部に含んだブロック化を行なうかを切り換えながら
符号化する手段とを備えたことを特徴とする適応フィー
ルド／フレーム符号化方式を説明した。

【００４９】また、実施の形態５では、上記ブロックを
切り換えながら符号化するブロック化手段は、奇数およ
び偶数フィールドのいずれかの画素のみを（ｐ画素×ｑ
ライン）のブロック内部に含んだブロック化をした場合
と、奇数および偶数フィールドの両方の画素を（ｐ画素
×ｑライン）のブロック内部に含んだブロック化をした
場合とで、符号化の発生情報量が少ないブロック化を選
択する選択手段を有することを特徴とする適応フィール
ド／フレーム符号化方式を説明した。

【００５０】また、実施の形態６では、上記ブロックを
切り換えながら符号化するブロック化手段は、奇数およ
び偶数フィールドのいずれかの画素のみを（ｐ画素×ｑ
ライン）のブロック内部に含んだブロック化をした場合
と、奇数および偶数フィールドの両方の画素を（ｐ画素
×ｑライン）のブロック内部に含んだブロック化をした
場合とで、符号化誤差の少ないブロック化を選択する手
段を有することを特徴とする請求項第１項記載の適応フ
ィールド／フレーム符号化方式を説明した。

【００５１】また、実施の形態７では、上記ブロックを
切り換えながら符号化するブロック化手段は、奇数およ
び偶数フィールドのいずれかの画素のみを（ｐ画素×ｑ
ライン）のブロック内部に含んだブロック化をした場合
と、奇数および偶数フィールドの両方の画素を（ｐ画素
×ｑライン）のブロック内部に含んだブロック化をした
場合とで、符号化するべき信号に含まれる高周波成分が
少ないブロック化を選択する選択手段を有することを特
徴とする適応フィールド／フレーム符号化方式を説明し
た。

【００５２】また、実施の形態８では、上記（ｐ画素×
ｑライン）のブロック単位の符号化部に、直交変換器と
変換係数の量子化を含む符号化を用いた場合、選択され
た予測信号と選択されたブロック化とに従い、変換係数
の量子化特性を切り換えながら符号化することを特徴と
する適応フィールド／フレーム符号化方式を説明した。

【００５３】実施の形態９．なお、上記実施の形態にお
いては、入力画像信号１０１が奇数フィールドと偶数フ
ィールドを有するフレームで構成される場合を示した
が、奇数フィールドおよび偶数フィールドは一例であ
り、奇数、あるいは、偶数という名前に拘るものではな
い。この発明は、ひとつのフレームが複数のフィールド
に分割される場合において同様に用いることができ、奇
数フィールド、偶数フィールドはその一例である。たと
えば、奇数、偶数に限らず、１、２ライン目を第１のフ
ィールドとし、３、４ラインを第２のフィールドとし、
第５、第６ラインを第１フィールドとし、第７、第８ラ
インを第２フィールドというように２ラインおきにふた
つのフィールドに分けて格納するような場合においても
この発明は適用することが可能である。また、奇数フィ
ールド、偶数フィールド、あるいは、第１フィールド、
第２フィールドというように、２種類のフィールドに分
ける場合に限らず、２種類以上、すなわち、３種類、あ
るいは、４種類のフィールドに分割されている場合でも
かまわない。この場合においては、それぞれのフィール
ドに対応するフィールドメモリを有し、各フィールドに
対して前述したような処理が行われることになる。

【００５４】実施の形態１０．また、上記実施の形態に
おいて、ブロッキング選択部は、奇数および偶数フィー
ルドのいずれかの画素のみをブロック化する場合と、奇
数および偶数フィールドの両方の画素をブロック化する
場合のふたつの場合を示したが、フィールドが奇数、偶
数に限らず、２種類以上ある場合においては、いろいろ
な組み合わせにより、ブロック化をすることが可能であ
り、図１０に示した、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のブロッ
クは一例であり、これ以外にもブロックを構成する場合
において、さまざまなブロックの構成方法が存在するこ
とはいうまでもない。

【００５５】実施の形態１１．また、上記実施の形態に
おいては、図８に示すようにブロック化手段は、予測誤
差信号出力手段、および、動き検出手段とともに存在す
るような実施の形態を示したが、ブロック化手段４００
以外の部分は従来例で説明したようなものの場合におい
ても、第３、第４の発明は有効である。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
既に復号された画像信号を、複数のフィールドに分割し
て記憶し、そのフィールド信号に基づき画像信号の変化
を予測する複数の予測信号を出力すると共に、少なくと
も二つの異なる予測信号から補間予測信号を生成し、複
数の予測信号と補間予測信号とから一つの予測信号を選
択する。また、ブロック化された予測誤差信号を復号
し、その復号された予測誤差信号ブロックを、そのブロ
ックが１種類のフィールド信号から構成されている場
合、あるいは複数のフィールド信号から構成されている
場合に従い、予測誤差信号に分解し、その分解された予
測誤差信号と選択された予測信号とから画像信号を再生
して出力する。このため、符号化側で、既に符号化した
フレームの両方のフィールドからの予測信号を補間した
信号を予測信号として用いて動き補償予測を行い、奇数
および偶数フィールドのいずれかの画素のみをブロック
化をする場合と、奇数および偶数フィールドの両方の画
素をブロック化をする場合とで、符号化に適するほうを
採用し符号化の効率をあげて符号化した場合でも、正し
く復号を行うことができる。その結果、符号化側では、
各フィールドを予測するために既に符号化したフレーム
の各フィールドから個別に動きを探索し、検索された複
数種類の動き補償予測信号（およびその補間信号）から
の適応予測を行い、符号化すべきフレームの各フィール
ドのいずれの画素のみをブロック化を行なって符号化す
るか、各フィールドの画素を含んだブロック化を行なっ
た後に符号化するかを適応的に切り換えることにより、
効率がよく安定した符号化画像を得ることができる一
方、復号側では、符号化側でそのように切り換えて符号
化した効率よく安定した符号化画像を正しく復号するこ
とが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による適応フィールド／
フレーム符号化方式の構成を示すブロック図である。

【図２】入力画像信号の一実施の形態を示す図である。

【図３】本発明の一実施の形態による補間部の構成の一
例を示すブロック図である。

【図４】動き検出部の動作を説明するための図である。

【図５】この発明の一実施の形態による動き補償予測信
号を用いる動作を説明するための図である。

【図６】本発明の他の実施の形態による適応フィールド
／フレーム符号化方式の構成を示すブロック図である。

【図７】補間部の構成の他の一例を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明の他の実施の形態による適応フィールド
／フレーム符号化方式の構成を示すブロック図である。

【図９】ブロッキング選択部の構成の一例を示すブロッ
ク図である。

【図１０】ブロッキング選択部が候補としてあげるブロ
ックの構成例を示す図である。

【図１１】ブロッキング構成部の構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図１２】ブロッキング分解部の構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図１３】ブロッキング選択部の構成の他の例を示すブ
ロック図である。

【図１４】ブロッキング選択部の構成の他の例を示すブ
ロック図である。

【図１５】周波数解析部の構成の一例を示すブロック図
である。

【図１６】累積される周波数成分の一例を示す図であ
る。

【図１７】本発明の他の構成の一例を示すブロック図で
ある。

【図１８】従来の符号化方式の構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１ フレームメモリ ２ 動き検出部 ３ 差分器（５７、５８も同様） ４ 符号化部 ５ 局部復号部 ６ 加算器 ７ 多重化部 ８ 第１のフィールドメモリ ９ 第２のフィールドメモリ １０ 補間部 １１ セレクタ １２ ブロッキング選択部 １３ ブロッキング構成部 １４ ブロッキング分解部 ３１ 奇数フィールドメモリ（４１、４５、５１、６
１も同様） ３２ 偶数フィールドメモリ（４２、４６、５２、６
２も同様） ３３ フィールド個別ブロッキング部（５３、６３も
同様） ３４ フィールド合成ブロッキング部（５４、６４も
同様） ３５ 符号化部 （３６も同様） ３７ 情報量比較部 ４３ ブロッキング構成器 ４４ ブロッキング分解器 ５５ 符号化・復号化器（５６も同様） ５９ 誤差比較部 ６５ 周波数解析部（６６も同様） ６７ 高周波成分比較部 １０１ インターレース化された入力画像信号 １０２ 近傍ブロック １０２ａ 第１フィールドの近傍ブロック １０２ｂ 第２フィールドの近傍ブロック １０３ 動きベクトル １０４ 動き補償予測信号 １０４ａ 第１フィールドから得られる動き補償予測信
号 １０４ｂ 第２フィールドから得られる動き補償予測信
号 １０４ｃ 補間された動き補償予測信号 １０５ 予測誤差信号 １０６ 符号化データ １０７ 復号誤差信号 １０８ 局部復号信号 １０９ 伝送路 １１０ 選択された予測信号 １１１ ブロッキング選択信号 ２００ 動き検出手段 ３００ 予測誤差信号出力手段 ４００ ブロック化手段 ５００ 符号化手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の要素を有する画像復号器、（ａ）
   既に復号された画像信号を、複数のフィールドに分割し
   て記憶するフィールドメモリ、（ｂ）上記フィールドメ
   モリに蓄積されたフィールド信号に基づき、画像信号の
   変化を予測する複数の予測信号を出力する予測信号出力
   手段、（ｃ）少なくとも二つの予測信号から補間予測信
   号を生成する補間手段、（ｄ）予測信号と補間予測信号
   とを入力し、複数の予測信号と補間予測信号とから一つ
   の予測信号を選択するセレクタ、（ｅ）ブロック化され
   た予測誤差信号を復号する手段、（ｆ）上記復号された
   予測誤差信号ブロックを、そのブロックが１種類のフィ
   ールド信号から構成されている場合、あるいは複数のフ
   ィールド信号から構成されている場合に従い、予測誤差
   信号に分解するブロック分解手段、（ｇ）上記分解され
   た予測誤差信号と上記セレクタにより選択された予測信
   号とから画像信号を再生する手段。（ｈ）再生された画
   像信号を出力する手段。
2. 【請求項２】 補間手段は、複数の予測信号の加算平均
   を求めることにより補間予測信号を生成することを特徴
   とする請求項１記載の画像復号器。