JPH10327401A

JPH10327401A - 動きベクトル検出方法及びそれを用いた画像信号の符号化方法及び装置

Info

Publication number: JPH10327401A
Application number: JP13191097A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Suzuki; 芳典鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-05-22
Filing date: 1997-05-22
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】画像信号の動き補償符号化等におけるブロック
マッチング処理を行う際、各候補動きベクトルの探索の
ための演算量を少なくする。【解決手段】ブロックマッチング処理を行う際、ブロッ
ク領域内の画素の類似度の評価順を境界部（ｎ＝０…５
９）から中央部（ｎ＝２５２…２５５）に向かって行う
ことにより、各動きベクトルに対する探索の打ち切りに
至るまでの平均的な演算量を削減する。【効果】各領域内の画素の評価を領域の境界部から中央
部に向かって行う本発明により、動き補償のブロックマ
ッチングに要する演算量を削減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動きベクトル検出
方法及びそれを用いた画像信号の符号化方法及び装置、
更に詳しくいえば、テレビジョン信号のような動画像信
号の画像フレームを複数の画素からなるブロックに分割
し、ブロックの動きベクトルを検出し、動きベクトルを
利用してブロックの信号を符号化する符号化方法及び装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像信号の高能率符号化方法として、時
間的に隣接するフレーム間の動き情報（動きベクトル）
を利用することにより、冗長な情報を除き、伝送符号量
を低減することが知られている。例えば、動画像の符号
化における国際標準方式Ｈ．２６１、Ｈ．２６３、ＭＰ
ＥＧ１、ＭＰＥＧ２等では画像を複数の画素からなるブ
ロックに分割し、各ブロック毎に画像の動きベクトルを
検出し、隣接するフレーム間の差分信号及び動きベクト
ルを符号化する符号化方式が用いられている。上記国際
標準方式のアルゴリズムについては、例えば、藤原洋監
修「最新ＭＰＥＧ教科書」(1994.8)等に解説されてい
る。

【０００３】上記動きベクトルの検出にはブロックマッ
チング方法が知られている。ブロックマッチング方法
は、図２に示すように、現画像フレーム２０１を複数の
ブロックに分割し、符号化しようとする画素ブロック２
０３と、参照画像フレーム（現フレーム２０１に時間的
に近い過去の画像フレーム又はそれから得られた予測画
像フレーム）の現画像フレーム２０１のブロック２０３
と同じ位置のブロック２０６から移動量２０５をもつ参
照画素ブロック２０４との類似度を求め、類似度の最も
高い参照ブロック２０４とブロック２０６との移動量２
０５を動きベクトルｍｖ（ｘ，ｙ）として検出する方法
である。類似度の評価は、一般的に式（１）の評価演算
で行われる。

【０００４】

【数１】

【０００５】ここで、ブロック２０３及びブロック２０
４の画素の振幅をそれぞれｆi,j(n)及びｇi,j(x,y,n)と
表わす。ｉ，ｊはそれぞれ横方向、縦方向のブロック番
号、ｎはブロック内の各画素に割り当てられた画素番号
を表す。例えば、ブロックを縦１６画素、横１６画素と
するとｎは０から２５５までの整数となる。ｘ及びｙ
は、それぞれ動きベクトルｍｖの水平方向及び垂直方向
のベクトル成分を示す。この評価演算を探索範囲内の複
数の候補動きベクトルについて行い、その値が最小（類
似度が最大）となる動きベクトルを検出する。

【０００６】ブロックマッチングでは、一般的には、探
索範囲の中心に位置する動きベクトルから探索を始める
ため、動きベクトルｍｖ（０，０）における評価値が初
期値となる。この評価演算では、動きベクトルの２成分
ｘ，ｙを組合わせた複数の候補動きベクトルのそれぞれ
に対して、上記画素数の場合、２５５回の差分演算と絶
対値演算、更に２５４回の加算演算が必要となる。この
一連の処理が探索範囲の全ての候補動きベクトルに対し
て繰り返され、最適な動きベクトルｍｖが符号化すべき
ブロックの動きベクトルとして検出される。

【０００７】上記動きベクトル検出は多くの演算処理が
必要となるため、これを改善するため、次のような処理
方法が知られている。

【０００８】第一の処理方法は、動き補償の精度を保持
しながら高速化処理を行うものである。通常、式（１）
の演算は、１度に１個あるいは数個のブロックしか行え
ない。従って、各ブロックにおいて１番始めに探索され
る動きベクトル以外の動きベクトルについては、評価値
の算出を始める前に既にいくつかの動きベクトルに対す
る評価値が算出されているので、ブロック内の全ての画
素に対する評価値ではなく、現在探索している動きベク
トルに対する評価値が、既に算出されている評価値より
も類似度が低くなる場合には、その時点で探索中の動き
ベクトルの評価を終了する方法である。

【０００９】更に、この高速化方法は、スパイラルサー
チと呼ばれる探索手順を用いることにより、更に高速化
される。すなわち探索範囲の中心の動きベクトルの候補
から、探索範囲の端の候補に向かって、渦巻状に順次探
索を行うスパイラルサーチは、動きベクトルの検出頻度
は一般に探索範囲の中心を最大値としたラプラス分布に
近似しており、最適な動きベクトルは探索範囲の中心に
近い位置にある場合が多いという考えに基づいたもので
ある。従って、スパイラルサーチを用いることにより、
実際に検出される動きベクトルを比較的早く探索する事
が可能となり、評価の打ち切り判定に至るまでの演算量
も削減できる。

【００１０】第二の処理方法は、動き補償の精度を落と
す可能性は有るが、大幅に演算量を削減できる高速化方
法で、符号化対象となる動きベクトルの全候補に対して
探索を行うのではなく、ある画素精度で代表点のみ探索
を行い、その後、数段回に分けて、各段の最適動きベク
トルの周囲についてのみ探索を行う方式であり、木探索
法と呼ばれている。その例としては、T.Koga, K.Iinum
a, and A.Hirano, "Motion compensated interface cod
ing for video conferencing", in Proc. Nat.Telecomm
un. Conf., PP. G5.3.1-G5.3.5, New Orleans, LA(Nov.
1981)の中で述べられているthree-step directed sear
ch等が挙げられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記第一及び第二の処
理方法のいずれの方法においても、１つの候補動きベク
トルに対する類似度の評価演算では、図１０に示すよう
に、評価のための画素の選択順序は、ブロックの左上か
ら右下に向かって行われる。図中の例ではｎ＝０から２
５５にまで、全ての画素について評価を行う例を示した
が、複数画素ごとに評価する場合にも、左上から右下、
上から下という順番で評価を行っている。すなわち水
平、垂直の方向の順番が一方的である。そのため、ブロ
ックの下端部分に誤差の大きい画素が集中しているとき
には、ブロックの上端部では、探索の打切りが早期に行
われず、演算の打切りに至るまでの演算量が依然として
多い。従って、本発明の主な目的は動画像を含む画像信
号の動きベクトルをブロックマッチングで検出する場合
に、演算処理量が軽減される動きベクトル検出方法及び
それを実施する画像信号の符号化方法及び符号化装置を
実現することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の動きベクトル検出方法は、画像フレームを
複数の画素ブロックに分割し、上記画像フレームと時間
的に近い画像フレームを参照フレームとし、上記画像フ
レームの中の動きを検出すべき検出画素ブロックと複数
の候補動きベクトルに対応する上記参照フレームの複数
の参照画素ブロックのそれぞれとの類似度を順次求め、
類似度の最も高い参照画素ブロックの候補動きベクトル
を検出動きベクトルとする動きベクトル検出方法におい
て、上記類似度を求める処理が、上記検出画素ブロック
と参照画素ブロックの対応する画素を画素ブロック領域
の周辺部より内側方向に順次選択し、その差分の累算値
を求め、上記累算値と、前もって定められた類似度の設
定値との大小を判定し、上記累算値が上記設定値より類
似度が低いことが判明したとき、評価演算を終了又は他
の候補動きベクトルに対応する参照画素ブロックとの評
価演算に移るようにした。

【００１３】上記方法を用いた本発明の画像信号の符号
化方法は、現画像フレームの符号化すべき符号化画像ブ
ロックと参照画像ブロック（現画像フレームに時間的に
近い参照フレームの符号化画像ブロックと同じ位置の画
像ブロック又は動きベクトルを持つ画像ブロック）との
類似度をブロックマッチング処理で求め、符号化画像ブ
ロックと類似度の最も高い参照画像ブロックから予測さ
れる予測画像ブロックとの差分信号を符号化する画像信
号の符号化方法において、ブロックマッチング処理にお
ける符号化画像ブロックと参照画像ブロックの対応する
複数の画素を順次選択して類似度を求める際に、上記複
数の画素の選択順を画像ブロック領域の周辺部から中央
部に向かって順次行い、評価演算の評価値が前もって設
定された設定値のレベルになったとき評価演算を打切
り、他の動きベクトルをもつ参照画像ブロックと評価演
算を行う。上記画像ブロック領域の周辺部から中央部に
向かうとは、類似度を求める演算処理が画像ブロック領
域の周辺部の演算処理が中央部がより先に行われること
である。従って、評価演算処理の打切りが行われるとき
は、画像ブロックの中央部の画素の演算処理が省かれ
る。

【００１４】また、本発明の画像信号の符号化装置は、
画像フレームをブロック化し、符号化すべき符号化画像
ブロックと参照フレームの参照画素ブロックから予測さ
れる予測画素ブロックの差分信号を符号化するする符号
化回路と、上記差分信号及び上記画像フレームの信号か
ら上記符号化画像ブロックの動きベクトルの検出及び上
記参照画素ブロックを発生する予測信号発生回路をも
ち、かつ上記予測信号発生回路の動きベクトルを検出す
る動きベクトル検出部が、探索範囲の複数の候補動きベ
クトルに対応する複数の参照画像ブロックを発生する発
生部と、ブロックマッチングによって複数の参照画像ブ
ロックのなかで符号化画像ブロックと最も類似した参照
画像ブロックを決定するための類似度演算部とを持つ画
像信号の符号化装置において、上記類似度演算部は、上
記符号化画像ブロック及び参照画像ブロックの対応する
画素の選択順序を画像ブロック領域の周辺部から中心部
に向かって選択する画素選択制御部と、選択された画素
から符号化画像ブロックと参照画像ブロックの類似度を
求め、類似度が前もって定められた設定値以下であるこ
とが判定されたとき、類似度を求める演算を打切り、上
記符号化画像ブロックと他の候補動きベクトルの参照画
像ブロックとの類似度を求める信号処理部を持つ。

【００１５】本発明では、ブロックマッチング処理にお
ける類似度を求める評価演算において、画像ブロックの
中から順次選択される画素の位置及び順序が、画像ブロ
ック領域の周辺部から中心部に向かって選択されること
を特徴とする。例えば図１に示すように、縦横それぞれ
１６個の画素からなるブロックにおいて、周辺部から時
計方向に点線で示すようにスパイラル状に画素の位置及
び順序が選択される。図中のｎ＝０から２５５はブロッ
ク内の各画素に対する評価演算の順番を表している。

【００１６】なお、画像ブロック領域の形状、画像ブロ
ックの画素数、評価に使用される画像ブロックの画素
数、類似評価演算における判定の時期等は以下に実施の
形態で示すように任意に設定される。すなわち画像ブロ
ック領域の形状は、正方形又は長方形が、信号処理回路
の構成上望ましいが、それに限定されない。画素数は１
６×１６である必要はない。更に、画像ブロック領域の
なかで評価に使用される画素はブロックを構成する全て
の画素である必要はなく、類似度を求める演算処理量の
低減と類似度の精度との関係から設定される。

【００１７】

【発明の実施の形態】図３は、本発明による画像信号の
符号化方法が実施される符号化装置の一実施形態の構成
を示すブロック図である。

【００１８】テレビジョン信号等の画像フレームの信号
ａは、ブロック分割回路１により複数画素からなる画像
ブロックｄに変換される。予測信号発生回路２は、信号
ａと１フレーム前の復号信号ｂとから動きベクトルｍｖ
を検出すると共に動き補償されたフレーム間予測信号ｃ
を参照画像ブロックとして減算器３及び加算器８に加え
る。減算器３は、符号化すべき符号化画像ブロックの信
号ｄと予測信号ｃ（参照画素ブロック）との差分信号ｅ
を得る。差分信号ｅは変換器４でＤＣＴ等により周波数
変換され、その変換係数は量子化器５により量子化され
る。量子化信号ｆは符号化器１０でｍｖ情報等と多重化
された後、符号化される。また量子化信号ｆは逆量子化
回路６と逆変換器７により差分信号ｅに復号され、予測
信号ｃと加算器８で加算することによって画素ブロック
の復号信号ｇとなり、フレームメモリ９に蓄えられる。
フレームメモリ９に蓄えられた信号は信号ａに対して１
フレーム前の参照画像フレーム信号となる。

【００１９】上記構成で予測信号発生回路２を除いたブ
ロックの構成は従来知られているものと実質的に同じで
あるので、その詳細な説明は省く。

【００２０】図４は、予測信号発生回路２の構成を示す
ブロック図である。同図において、画像フレームの信号
ａ及び１フレーム前の復号信号ｂは、それぞれバッファ
メモリ２１及び２２に格納され、読出し信号ｈによって
指定された位置の画素のサンプル値が読出される。バッ
ファメモリ２１及び２２から読出された２信号は、減算
器２３で差分が求められ、更に絶対値回路２４で絶対値
に変換され、絶対値は累算器２５で累算される。累算信
号は判別回路２６で、レジスタ２７に前もって設定され
た設定値と比較され、累算信号が設定値より大きくなっ
た（類似度が低いこと）とき、判別回路２６は累算器２
５をリセットすると共にベクトルシフト回路２８を駆動
し、他の候補動きベクトルを発生する。レジスタ２７の
設定値は動きベクトルに応じて、前もって設定された初
期値又は過去の類似度演算における最大の類似度が更新
されて記録される。

【００２１】ベクトルシフト回路２８は、上述のように
して探索範囲の候補動きベクトルを順次発生する。動き
ベクトルｍｖはレジスタ２９に記憶されると共に読出だ
し制御回路３０に加えられる。制御回路３０は、動きベ
クトルによって、バッファメモリ２１及び２２から順次
読出される画素の順番ｎの特定を行う。読出だし制御回
路３０は、１つのブロックの評価を行う際の画素の読出
だし順序をアドレスとして記憶している。読出だし順序
は図１で説明した順序の他、後で説明する順序等が採用
される。レジスタ２９の動きベクトルｍｖの一部は、バ
ッファメモリ２２に加えられ、参照画像ブロックを特定
する。動きベクトルが確定されたときは、符号化器１０
に加えられ、符号化される。なお、図には示されていな
いが、各候補動きベクトルにおけるブロックの類似度の
評価時に、類似度が一定以上のとき、すなわち、動きベ
クトルが確定してよい程度の類似度をもつときは、動き
ベクトル探索範囲の全てに付いて動きベクトルの探索を
行うことなく、動きベクトルを確定するようにしてよ
い。

【００２２】図５は、予測信号発生部２における動きベ
クトル検出の処理フローを示す図である。１個の候補動
きベクトルｍｖによってバッファメモリ２２の探索範囲
にある画像ブロックが参照画像ブロックとして特定さ
れ、類似度の評価が開始される。探索の処理過程は、評
価値の初期化５０１で、探索範囲の第１の画素ｎ＝０，
評価値ｓａｄ＝０が初期値として設定され、１画素毎の
演算、すなわち、減算回路２３の出力ｆi,j(n)−ｇi,j
(x,y,n)の絶対値を絶対値回路２９で求め、その絶対値
に一つ前の演算で得た評価値ｓａｄを加える演算を累算
器２５で行う（５０２）。判別回路２６は累算器２５の
出力とレジスタ２７の設定値ｍｉｎと比較し（５０
３）、累算器２５の出力ｓａｄが初期値ｍｉｎより大き
いとき（類似度が低い）は、既に最適の動きベクトルが
見い出されていると判断し、その候補動きベクトルｍｖ
のブロックに対する類似度の評価演算を打切り、出力ｓ
ａｄが初期値ｍｉｎより小さいときは演算を継続する。
すなわち次の画素の差分の絶対値を加算する（５０４、
５０５）。１つの画素ブロックの全画素についても累算
器２５の出力ｓａｄが設定値ｍｉｎより小さいときは、
累算器２５の出力ｓａｄを設定値ｍｉｎとして、レジス
タ２７の初期値ｍｉｎを更新する。１つのブロックの全
画素について上記演算が終了すると、候補動きベクトル
ｍｖを換える。探索範囲にわたって、上記演算を繰り返
す。これによって最適評価結果が求められる。最適評価
結果が得られたときの動きベクトルｍｖはレジスタ２９
に格納される。その動きベクトルｍｖを用いて、その動
きベクトルｍｖに対応する参照ブロックが予測信号とし
て減算回路３に加えられる。また、その最適評価結果が
得られたときの動きベクトルｍｖは符号化器１０で符号
化され、画像ブロックの符号信号と共に符号信号を構成
する。

【００２３】特に、上記実施形態において、評価の演算
の順序、すなわち、上記ｎの設定が図１や図６、図７等
のように、評価される画像ブロックの周辺部の画素が先
に演算される。すなわち、画素の評価順序をブロックの
周辺部から中心に向かって行う。

【００２４】図６の例において、図中のｎ＝０から２５
５に割り当てられた画素番号は、ブロック内の各画素に
対する評価演算の順番を表す。点線６０１は画素の評価
の順番の基本的な流れ、点線６０２は画素評価の進む方
向、点線６０３はブロックを縦方向に２分割する中央線
を示す。図６では、ブロックを横１列の１６個の画素を
１グループとする１６個のグループに分割する。そし
て、中央線６０３から距離的に離れたグループ内の画素
から順に評価を行う。このとき、中央線６０３からの距
離が等しい場合には、６０３の上にあるグループから先
に評価する。なお、各グループ内では画素は左端から右
端に向かって順に評価されている。

【００２５】図７の例において、図中のｎ＝０から２５
５に割り当てられた画素番号はブロック内の各画素に対
する評価演算の順番を表している。点線７０１は画素の
評価の順番の基本的な流れ、点線７０２は画素評価の進
む方向、線７０３はブロックを横方向に２分割する中央
線を示している。図７の例では、まずブロックを縦１列
の１６個の画素を１グループとする１６個のグループに
分割する。そして、中央線７０３から距離的に離れたグ
ループ内の画素から順に評価を行う。このとき、７０３
からの距離が等しい場合には、線７０３の左にあるグル
ープから先に評価する。なお、各グループ内では画素は
上端から下端に向かって順に評価されている。

【００２６】このように、画素ブロックの周辺部から中
心に向かう順番で画素の評価を行うことにより、中心部
に至る前に、類似度を求める演算の打ち切りが生じる場
合が多いので、平均演算量が削減される。また、図１、
６、７の３種類の画素評価順序に関しても、「従来の技
術」で示したスパイラルサーチ、すなわち複数の候補動
きベクトルの順序が動きベクトルの小さい順に行われる
方法と組み合わせることで、更に演算処理を低減する効
果が向上する。

【００２７】本発明は上記実施の形態に限定されず、以
下の場合も本発明に含まれる。

【００２８】（１）上記例では、ブロックを横１６画
素、縦１６画素の正方形としたが、これに限らず、縦ｎ
１画素、横ｍ１画素（ｎ１、ｍ１は正の整数）の任意サ
イズの長方形又は正方形としてもよい。

【００２９】（２）図６では、中央線６０３からの距離
が同じグループに関しては、中央線６０３の上側にある
グループ内の画素を先に評価することに規定している
が、下側にあるグループ内の画素を先に評価する場合
や、２個のグループを合成し任意の順序に規定する場合
も本発明に含まれる。また、図７の例では、中央線７０
３からの距離が同じグループに関しては、線７０３の左
側にあるグループ内の画素を先に評価しているが、線７
０３の右側にあるグループ内の画素を先に評価する場合
や、２個のグループを合成し任意の順序に規定してもよ
い。

【００３０】（３）図１では、画素の評価をブロックの
左上端からブロック中心に向かって、右回りのスパイラ
ル状に行っているが、ブロック境界の任意の位置から評
価を始める場合や、左回りの順にしてもよい。

【００３１】（４）図６、図７では、画素ブロックが正
方形であるが、画像を任意の形状領域に分割してもよ
い。その例を図８、図９に示す。

【００３２】図８はブロック領域の外周が複雑に変化し
ている場合で、順番ｎ＝０から１２に割り当てられた画
素番号は任意形状領域内の一部の画素に対する評価の順
番を表している。また、点線８０１は画素の評価の順番
の基本的な流れ、点線８０２は画素評価の進む方向、線
８０３はブロックを横方向に２分割する中央線を示して
いる。この場合には、中央線が画素の上を通ることも有
り得る。評価方法としては、まず領域を横１列の画素を
１単位として、グループ分割する。そして、中央線８０
３から距離的に離れたグループ内の画素から順に評価を
行う。図８では、８０３からの距離が等しい場合には、
線８０３の上にあるグループから先に評価するように規
定しているが、逆の順序であってもよい。また、図８で
は、各グループ内の画素の評価は左端から右端に向かう
順で行っているが、右端から左端に向かう順序であって
もよい。

【００３３】図９もブロック領域の外周が複雑に変化し
ている場合で、順番ｎ＝０から１７に割り当てられた画
素番号は任意形状領域内の一部の画素に対する評価の順
番を表している。また、点線９０１は画素の評価の順番
の基本的な流れ、点線９０２は画素評価の進む方向、線
９０３はブロックを横方向に２分割する中央線を示して
いる。この場合には、中央線が画素の上を通ることも有
り得る。評価方法としては、領域を横１列の画素を１単
位として、グループ分割する。そして、中央線９０３か
ら距離的に離れたグループ内の画素から順に評価を行
う。図では、中央線９０３からの距離が等しい場合に
は、９０３の左にあるグループから先に評価するように
規定しているが、これが任意の順序であってもよい。ま
た、図９では、各グループ内の画素の評価は上端から下
端に向かう順で行っているが、これが任意の順序として
もよい。

【００３４】（５）図１、図６、図７では、各グループ
内の画素評価順序を１種類に規定しているが、各グルー
プ内での画素の順番は任意の順序であってもよい。

【００３５】（６）図１、図６、図７、図８及び図９で
はブロック領域内の全画素の評価順序を規定している
が、ブロック内の画素のうち一定以上の画素についての
み規定されている場合も含まれる。また、その規定は全
画素の評価順序の中に連続して現れる必要はない。

【００３６】（７）図５の評価関数内の評価値演算部５
０２において絶対値演算を用いているが、これを２乗和
とする場合も本発明に含まれる。また絶対値和又は２乗
和に領域又はブロック内での位置に応じて重みを掛ける
ようにしてもよい。例えば、候補動きベクトルmv（x,
y）のx、yが０のときのみｓａｄの初期値γの値が−１
００又は−１２９又は（Np/2）+1（Npは画素ブロックの
画素数）であり、その他のx、yの組み合わせについては
γの値を０とする。

【００３７】（８）図５の評価の打ち切り判定５０３を
１画素入力毎に行っているが、任意の画素単位及び予め
定めた入力数に対して行ってもよい。この場合判定処理
が少なくなるので好ましい。実用的には８画素毎又は８
の倍数（例えば１６）の画素毎に行うことが、演算処理
回路の構成上好ましい。

【００３８】（９）本発明は、検出されるべき動きベク
トルを除く候補動きベクトルを探索する際に、領域及び
ブロック内の全画素について評価を行うことなく、途中
で打ち切ることにより演算量の削減を図ることを目的と
している。但し、本発明は画素ブロック領域又はブロッ
ク内の画素の評価（当該画素における誤差信号の絶対値
の算出）の順番を規定するものであり、それ以外の動き
ベクトルの精度、探索の方法（木探索、スパイラルサー
チ等）、１画素精度以下の画素値の算出方法等について
は、特定の値又は方法に依存するものではない。

【００３９】（１０）さらに、図４の予測回路はマイク
ロプロセッサで、図５の処理をプログラムによって実現
してもよい。

【００４０】

【発明の効果】各領域内の画素の評価を領域の境界部か
ら中央部に向かって行う本発明により、ブロックマッチ
ングにおける類似度の判定において、早期に演算の継
続、打切りの判例が行われ、不要な演算処理を除くこと
ができ、要する動きベクトル検出のための演算量を削減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による動きベクトル検出方法の第１の実
施形態を示す画像ブロックの図である。

【図２】ブロックマッチング法を説明するための図であ
る。

【図３】本発明による画像信号の符号化方法が実施され
る符号化装置の一実施形態の構成ブロック図である。

【図４】図３の予測信号発生回路２の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】図４における動きベクトル検出の処理フローを
示す図である。

【図６】本発明による動きベクトル検出方法の第２の実
施形態を示す画像ブロックの図である。

【図７】本発明による動きベクトル検出方法の第３の実
施形態を示す画像ブロックの図である。

【図８】本発明による動きベクトル検出方法の第４の実
施形態を示す画像ブロックの図である。

【図９】本発明による動きベクトル検出方法の第５の実
施形態を示す画像ブロックの図である。

【図１０】従来の動きベクトル検出方法を説明するため
の画像ブロックの図である。

【符号の説明】

１…ブロック分割回路、２…予測信号発生回路、３
…減算器、４…変換器、５…量子化器、６…逆量子
化器、７…逆変換器、８…加算器、９…フレームメ
モリ、１０…符号化器、２１，２２…バッファメモ
リ、２３減算器、２４…絶対値回路、２５…累算器、
２６…判別回路、２７…レジスタ、２８…ベクトル
シフト回路、２９…レジスタ、３０…読出だし制御
回路、２０５…動きベクトル、６０１、７０１、８０
１、９０１…ブロック内の画素評価順序の流れ、６０
２、８０２、９０２…ブロック内の画素評価順序の進行
方向、６０３、８０３…ブロックを上下に２分割する中
央線、７０３、９０３…ブロック内の縦横に２分割する
中央線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像フレームを複数の画素ブロックに分割
し、上記画像フレームと時間的に近い画像フレームを参
照フレームとし、上記画像フレームのなかの動きを検出
すべき検出画素ブロックと複数の候補動きベクトルに対
応する上記参照フレームの複数の参照画素ブロックのそ
れぞれとの類似度を順次求め、類似度の最も高い参照画
素ブロックの候補動きベクトルを検出動きベクトルとす
る動きベクトル検出方法において、上記類似度を求める処理が、上記検出画素ブロックと参
照画素ブロックの対応する画素を画素ブロック領域の周
辺部より内側方向に順次選択し、その差分の累算値を求
め、上記累算値と前もって求められた類似度の設定値と
の大小を判定し、上記累算値が上記設定値より類似度が
低いことが判明したとき、類似度を求める演算を終了又
は他の候補動きベクトルに対応する参照画素ブロックと
の類似度を求める演算に移ることを特徴とする動きベク
トル検出方法。
【請求項２】上記差分の累算値を求める処理が上記検出
画素ブロックの画素と上記検出画素ブロックの画素の位
置に対応する参照画素ブロックの画素との差分の絶対値
又は２乗値を累算することを特徴とする請求項１に記載
の動きベクトル検出方法。
【請求項３】上記検出画素ブロック及び参照画素ブロッ
ク領域を正方形又は長方形のブロックとすることを特徴
とする請求項１又は２に記載の動きベクトル検出方法。
【請求項４】上記検出画素ブロック及び参照画素ブロッ
ク領域を複数のグループに分割し、累算値と上記設定値
との大小の判定を、画素ブロック領域の中央から離れた
順のグループ単位ごとの累算値に対して行うことことを
特徴とする請求項１、２又は３に記載の動きベクトル検
出方法。
【請求項５】上記検出画素ブロックと上記参照フレーム
からの複数の候補動きベクトルに対応する複数の参照画
素ブロックのそれぞれとの類似度を順次求める処理を、
上記複数の候補動きベクトルの小さい順に行うことこと
を特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の動
きベクトル検出方法。
【請求項６】画像フレームを複数の画素ブロックに分割
し、上記画像フレームと時間的に近い画像フレームを参
照フレームとし、符号化すべき符号化画素ブロックの上
記参照フレームからの動きをブロックマッチングによっ
て動きベクトルとして検出し、上記符号化画素ブロック
の画素と上記動きベクトルに対応した参照フレームから
上記動きベクトルで予測される参照画素ブロックの画素
との差分を符号化する符号化方法において、上記ブロックマッチングは複数の候補動きベクトルに対
応する複数の参照画素ブロックと上記符号化画素ブロッ
クとの類似度を順次求め、類似度の最も高いものに対応
する候補動きベクトルを検出動きベクトルとし、上記類
似度を求める処理を、上記符号化画素ブロックと参照画
素ブロックの対応する画素の差分の累積値を求める際
に、画素ブロックの周辺部より内側方向の順次に選択さ
れた画素について順次累積演算を行い、上記累積値を求
める際に、上記累算値と前もって求められた類似度の設
定値との大小を判定し、上記累算値が上記類似度の設定
値より類似度が低いことが判明したとき、評価演算を終
了又は他の候補動きベクトルに対応する参照画素ブロッ
クとの評価演算に移ることを特徴とする画像信号の符号
化方法。
【請求項７】上記類似度を求める演算が、符号化画素ブ
ロックの画素と上記参照画素ブロックの画素の差分の絶
対値又は２乗値を累算することを特徴とする請求項６記
載の画像信号の符号化方法。
【請求項８】上記符号化画素ブロック及び参照画素ブロ
ック領域を正方形又は長方形のブロックとすることを特
徴とする請求項６又は７に記載の画像信号の符号化方
法。
【請求項９】上記符号化画素ブロック及び参照画素ブロ
ック領域を複数のグループに分割し、上記累算値と上記
類似度の設定値の大小の判定を、画素ブロック領域の中
央から離れた順のグループ単位ごとに行うことを特徴と
する請求項６、７又は８に記載の画像信号の符号化方
法。
【請求項１０】上記グループのなかの画素数が８又は８
の倍数であることを特徴とする請求項９に記載の画像信
号の符号化方法。
【請求項１１】画像フレームをブロック化し、符号化す
べき符号化画像ブロックと参照フレームの参照画素ブロ
ックから予測される予測画素ブロックの差分信号を符号
化するする符号化回路と、上記差分信号及び上記画像フ
レームの信号から上記符号化画像ブロックの動きベクト
ル及び上記参照画素ブロックを発生する予測信号発生回
路をもち、上記予測信号発生回路の動きベクトルを発生
する回路部が、探索範囲の候補動きベクトルを発生部
と、上記符号化画像ブロックの画素をブロック領域の周
辺部から中心部に向かって選択し、上記参照フレームの
上記符号化画像ブロックと同じ位置から上記候補動きベ
クトルだけ移動した参照画像ブロックで上記符号化画像
ブロックの選択された画素に対応する位置の画素を選択
する選択部と、選択された符号化画像ブロック及び参照
画像ブロックの画素から符号化画像ブロックと参照画像
ブロックの類似度を求める演算部をもつことを特徴とす
る画像信号の符号化装置。
【請求項１２】上記予測信号発生回路は、画像フレーム
及び上記参照フレームの信号を記憶するメモリと、複数
の候補動きベクトルを発生し、画像フレームの符号化画
素ブロック及び上記複数の候補動きベクトルに対応する
参照画素ブロックの対応する画素を上記メモリから順次
読み出す制御部と、読み出された符号化画素ブロック及
び上記複数の候補動きベクトルに対応する参照画素ブロ
ックの対応する画素の差分の信号を累積する差分累積部
と、累積された差分を前もっれて設定された類似度の設
定値と比較し、累積された差分が上記設定値より類似度
が低いと判定したとき上記差分累積の値をリセットする
と共に、新しい候補動きベクトルを指定するための信号
を上記制御部に加え、累積された差分が上記設定値より
類似度が高いと判定したとき上記設定値を上記差分累積
の値に更新する判定制御部とをもつことを特徴とする請
求項１１記載の画像信号の符号化装置。