JPH10336671A - 動きベクトル探索方法および動きベクトル探索装置ならびに動きベクトル探索プログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像劣化を抑制し、少ない演算量で動きベクト
ルの探索手段を提供すること。 【解決手段】参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブロ
ック）の類似部分の探索処理によって求めたｍ個（ｍ＜
ｎ）の動きベクトルを用いて、ｎ個（ｎ≧２）の動きベ
クトルを探索する方法であって、まず、画像メモリ３０
に記憶してある参照画像および現画像を参照して、ｍ個
（ｍは、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベクトルを実際に探
索する（ステップＳ１０００）。次に、残りのｋ個（ｋ
＝ｎ−ｍ）の動きベクトルの夫々を、実際に探索して求
めたｎ個の動きベクトルのいずれかで代用する（ステッ
プＳ１０１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像符号化等を
行うために必要な動きベクトルを探索するための技術に
係わり、特に、少ない演算量でも画像劣化を発生させな
いような動きベクトルの探索手段を提供するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の動きベクトル探索方法では、求め
るべき複数の動きベクトルの探索を夫々独立に行ってい
た。この探索は、時間軸上で近接する２つの動画像、例
えば、画像１、画像２において、画像２のうちで、画像
１の処理単位ブロック（マクロブロック（ＭＢ）と同
義）に最も類似した部分を特定し、特定した位置に対す
るマクロブロックのベクトルを求めることである。

【０００３】具体的には、例えば、次式１によって動き
ベクトル集合Ｖを求め、求めた動きベクトル集合Ｖを用
いて、ｖ∈Ｖとなるベクトルｖ＝（ｘ，ｙ）を動きベク
トルとして決定することである。

【０００４】

【数１】

【０００５】ここで、（ｘ，ｙ）は１つの動きベクト
ル、総和記号（Σ）の添字ｉ、ｊはマクロブロック（例
えば、縦１６画素、横１６画素で構成される）を構成す
る各画素を示す変数、記号ｍｉｎは最小値を取ることを
表す。

【０００６】以下、探索元である画像１（現画像または
画像１の処理単位ブロック：現画像ＭＢ）を探索の始
点、探索先である画像２（参照画像）を探索の終点と称
する。さて、動きベクトル探索は、フィールド動きベク
トル探索とフレーム動きベクトル探索に大別される。な
お、１フレームは、フレームの奇数番目のラインからな
るトップフィールドおよびフレームの偶数番目のライン
からなるボトムフィールドからなる。

【０００７】まず、フィールド動きベクトル探索では、
現画像に対して、時間軸上で過去（前方向）、または、
時間軸上で未来（後方向）の画像である参照画像に対し
て、次の探索を行う。第１に、現画像トップフィールド
マクロブロックを始点とし、参照画像トップフィールド
を終点とする探索、第２に、現画像トップフィールドマ
クロブロックを始点とし、参照画像ボトムフィールドを
終点とする探索、第３に、現画像ボトムフィールドマク
ロブロックを始点とし、参照画像トップフィールドを終
点とする探索、第４に、現画像ボトムフィールドマクロ
ブロックを始点とし、参照画像ボトムフィールドを終点
とする探索を行う。

【０００８】そして、それぞれの探索において、１つず
つ動きベクトルを求める。なお、参照画像が前方向と後
方向に存在するため、合計で８回の探索を行う。このこ
とを図２の模式的説明図を参照してさらに詳しく説明す
る。なお、図２では、前方向に参照画像が存在する場合
を例にとって説明する。

【０００９】現画像フレーム１は、現画像トップフィー
ルド１ａと現画像ボトムフィールド１ｂとからなり、参
照画像フレーム２は、参照画像トップフィールド２ａと
参照画像ボトムフィールド２ｂとからなっていて、３
ａ、３ｂは夫々、現画像トップフィールドＭＢ、現画像
ボトムフィールドＭＢである。

【００１０】また、符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで示す実線は夫
々、「現画像トップフィールドＭＢ３ａを始点とし参照
画像トップフィールド２ａを終点とする探索」、「現画
像トップフィールドＭＢ３ａを始点とし参照画像ボトム
フィールド２ｂを終点とする探索」、「現画像ボトムフ
ィールドＭＢ３ｂを始点とし参照画像トップフィールド
２ａを終点とする探索」、「現画像ボトムフィールドＭ
Ｂ３ｂを始点とし参照画像ボトムフィールド２ｂを終点
とする探索」を示している。

【００１１】そして、従来では、符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで
示す総ての探索を行っていた。例えば、符号Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄで示す探索は、以下の式２から式５を用いて、ベ
クトル集合Ｖ_tt，Ｖ_tb，Ｖ_bt，Ｖ_bbを求めて行ってい
た。

【００１２】

【数２】

【００１３】

【数３】

【００１４】

【数４】

【００１５】

【数５】

【００１６】具体的には、これらのベクトル集合から、
以下のようにして、夫々１つのベクトルを選択し、符号
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの夫々で示す探索によって、動きベクト
ルｖ _tt、ｖ_tb、ｖ_bt、ｖ_bbを求めていた。

【００１７】即ち、「ｖ_tt＝ｖ（ｖ∈Ｖ_tt），ｖ_tb＝ｖ
（ｖ∈Ｖ_tb），ｖ_bt＝ｖ（ｖ∈Ｖ_bt），ｖ_bb＝ｖ（ｖ∈
Ｖ_bb）」のようにベクトルを選択して、各探索によって
求めるべき総ての動きベクトルを求めていた。

【００１８】次に、フレーム動きベクトル探索では、現
画像に対して、時間軸上で過去（前方向）、または、時
間軸上で未来（後方向）の画像である参照画像に対し
て、現画像フレームＭＢを始点とし参照画像フレームを
終点とする探索を１回行い、その探索から１つの動きベ
クトルを決定する。なお、参照画像が前方向と後方向に
存在するため、合計で２回の探索を行う。

【００１９】このことを図３の模式的説明図を参照して
さらに詳しく説明する。現画像フレーム１は、時間軸上
で、前方向の参照画像フレーム２と後方向の参照画像フ
レーム５との中間位置に存在していて、３は現画像フレ
ームＭＢある。

【００２０】また、符号Ｆ、Ｇで示す実線は夫々、「現
画像フレームＭＢ３を始点とし、前方向の参照画像フレ
ーム２を終点とする探索」、「現画像フレームＭＢ３を
始点とし、後方向の参照画像フレーム５を終点とする探
索」を示している。

【００２１】そして、従来では、符号Ｆ、Ｇで示す総て
の探索を行っていた。例えば、符号Ｆ、Ｇで示す探索
は、以下の式６、式７を用いて、ベクトル集合ｖ^F ，Ｖ
^B （添字Ｆは前方向（ｆｏｒｗａｒｄ）、Ｂは後ろ方向
（ｂａｃｋｗａｒｄ）を表す）を求めて行っていた。

【００２２】

【数６】

【００２３】

【数７】

【００２４】具体的には、これらのベクトル集合から、
以下のようにして、夫々１つのベクトルを選択し、符号
Ｆ、Ｇの夫々で示す探索によって、動きベクトルｖ^F 、
ｖ^Bを求めていた。

【００２５】即ち、「ｖ^F ＝ｖ（ｖ∈Ｖ^F ）」、ｖ^B ＝
ｖ（ｖ∈Ｖ^B ）」のようにベクトルを選択して、各探索
によって求めるべき総ての動きベクトルを求めていた。
さらに、従来では、フイールド動きベクトル探索とフレ
ーム動きベクトル探索を行う際には、夫々の探索が独立
して行われていた。

【００２６】このことを、図４の模式的説明図を参照し
て説明する。図４（ａ）と図４（ｂ）では、同一の画像
フレームを上下に並べて記載していて、図４（ａ）は、
フレームをフィールド単位で表現したもの、図４（ｂ）
は、フレームのままで表現したものである。

【００２７】図４（ａ）において、現画像フレーム１
は、現画像トップフィールド１ａと現画像ボトムフィー
ルド１ｂとからなり、参照画像フレーム２は、参照画像
トップフィールド２ａと参照画像ボトムフィールド２ｂ
とからなっていて、３ａ、３ｂ３は夫々、現画像トップ
フィールドＭＢ、現画像ボトムフィールドＭＢ、現画像
フレームＭＢである。

【００２８】また、符号Ａ、Ｄで示す実線は夫々、「現
画像トップフィールドＭＢ３ａを始点とし参照画像トッ
プフィールド２ａを終点とする探索」、「現画像ボトム
フィールドＭＢ３ｂを始点とし参照画像ボトムフィール
ド２ｂを終点とする探索」を示している。

【００２９】一方、図４（ｂ）に示す符号Ｆは「現画像
フレーム３を始点とし参照画像フレーム２を終点とする
探索」を示している。そして、従来では、符号Ａ、Ｂ、
Ｆで示す総ての探索を行っていた。例えば、符号Ａ、
Ｂ、Ｆで示す探索は、以下の式８から式１０を用いて、
ベクトル集合Ｖ_tt，Ｖ_bb，Ｖ^F を求めて行っていた。

【００３０】

【数８】

【００３１】

【数９】

【００３２】

【数１０】

【００３３】具体的には、これらのベクトル集合から、
以下のようにして、夫々１つのベクトルを選択し、符号
Ａ、Ｂ、Ｆの夫々で示す探索によって、動きベクトルｖ
_tt、ｖ_bb、ｖ^F を求めていた。

【００３４】即ち、「ｖ_tt＝ｖ（ｖ∈Ｖ_tt），ｖ_bb＝ｖ
（ｖ∈Ｖ_bb），ｖ^F ＝ｖ（ｖ∈Ｖ^F）」のようにベクト
ルを選択して、フイールド動きベクトルとフレーム動き
ベクトルとを独立して求めていた。

【００３５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術によれば、以下に記載するような課題が存
在していた。

【００３６】まず、図２を参照して説明した従来のフィ
ールド動きベクトルの探索によれば、現画像トップフイ
ールドＭＢおよび現画像ボトムフイールドＭＢを探索の
始点とし、参照画像トップフイールドおよび参照画像ボ
トムフイールドを探索の終点とする、４種類の総ての探
索処理を独立して行うので、この探索処理に要する演算
量は膨大なものとなっていた。

【００３７】また、図３を参照して説明したフレーム動
きベクトルの探索によれば、現画像フレームＭＢを探索
の始点とし、前方向および後方向参照画像フレームを終
点とする、２種類総ての探索処理を独立して行うので、
この探索処理に要する演算量も膨大なものとなってい
た。

【００３８】さらに、図４を参照して説明したように、
従来では、フイールド動きベクトル探索とフレーム動き
ベクトル探索を行う際には、夫々の探索が独立して行わ
れていたため、この場合の演算量も膨大なものとなって
いた。

【００３９】このように、従来の動きベクトルの各探索
においては、探索の始点や終点、現画像ＭＢの種類（フ
ィールド／フレーム）等が異なるため、各探索を独立し
て行う際には膨大な演算量を要していて、このことは動
画像符号化等の処理速度の低下等をも招いてしまう。

【００４０】本発明は、このような従来未解決の課題を
解決するためになされたもので、その目的は、少ない演
算量で、画像劣化を抑制可能な動きベクトルの探索手段
を提供する点にある。

【００４１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明によれば、参照画像に対する現
画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部分の探索処理によ
って求めたｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベク
トルを用いて、ｎ個（ｎは、ｎ≧２なる自然数）の動き
ベクトル（ｖ₁ ，ｖ₂ ，…，ｖ_n ）を探索する方法であ
って、記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を
参照して、ｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベク
トル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）を実際に探索する第１の
ステップと、残りのｋ個（ｋは、ｋ＝ｎ−ｍなる自然
数）の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の夫々
を、実際に探索して求めたｎ個の動きベクトルのいずれ
かで代用する第２のステップと、を含む動きベクトル探
索方法が提供される。

【００４２】また、請求項２に係る発明は、請求項１に
おいて、前記第２のステップは、残りのｋ個の動きベク
トル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の夫々を、実際に探索し
て求めたｎ個の動きベクトルのいずれかで代用する際
に、実際に探索したｍ個の動きベクトル（ｖ_M1，ｖ_M2，
…，ｖ_Mm）の夫々の探索の始点となる現画像と探索の終
点となる参照画像との時間間隔を（ｔ_M1，ｔ_M2，…，ｔ
_Mm）とし、また、探索しないｋ個の動きベクトル
（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の夫々の探索の始点となるべ
き現画像と探索の終点となるべき参照画像との時間間隔
を（ｔ_K1，ｔ_K2，…，ｔ_Kk）としたとき、探索しないｋ
個の動きベクトルｖ_Ki（１≦ｉ≦ｋ）の夫々を、α・ｖ
_Mj（ここで、α＝ｔ_Ki／ｔ_Mj、ｔ_Kiは、動きベクトルｖ
_Kiに対する時間間隔、ｔ_Mjは、動きベクトルｖ_Mjに対す
る時間間隔、１≦ｉ≦ｋ、１≦ｊ≦ｍ、ｉおよびｊは自
然数）のいずれかで代用するステップであることを特徴
とする。

【００４３】また、請求項３に係る発明によれば、前方
向または後方向のフィールドに対する現画像ＭＢ（マク
ロブロック）の類似部分の探索処理によって実際に求め
た動きベクトルを用いて、実際に求めていない動きベク
トルの探索を行う方法であって、記憶手段に記憶してあ
る参照画像および現画像を参照して、現画像トップ（ま
たはボトム）フィールドＭＢを始点とし参照画像トップ
フィールドを終点とする探索によって求まる動きベクト
ルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、現画像トップ（または
ボトム）フィールドＭＢを始点とし参照画像ボトムフィ
ールドを終点とする探索によって求まる動きベクトルｖ
_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に求めるステップと、現
画像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし
参照画像トップフィールドを終点とする探索によって求
まる動きベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、現画像
ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし参照
画像ボトムフィールドを終点とする探索によって求まる
動きベクトルｖ_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求め
た２個の動きベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または（ｖ_bt，
ｖ_bb））のいずれかで代用するステップと、を含む動き
ベクトル探索方法が提供される。

【００４４】さらに、請求項４に係る発明によれば、前
方向または後方向のフィールドに対する現画像ＭＢ（マ
クロブロック）の類似部分の探索処理によって実際に求
めた動きベクトルを用いて、実際に求めていない動きベ
クトルの探索を行う方法であって、記憶手段に記憶して
ある参照画像および現画像を参照して、現画像トップ
（またはボトム）フィールドＭＢを始点とし参照画像ト
ップフィールドを終点とする探索によって求まる動きベ
クトルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、現画像トップ（ま
たはボトム）フィールドＭＢを始点とし参照画像ボトム
フィールドを終点とする探索によって求まる動きベクト
ルｖ_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に求めるステップ
と、現画像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始
点とし参照画像トップフィールドを終点とする探索によ
って求める動きベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、
現画像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点と
し参照画像ボトムフィールドを終点とする探索によって
求まる動きベクトルｖ_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際
に求めた２個の動きベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または
（ｖ_bt，ｖ_bb））のいずれかに、動きベクトルの探索に
関する時間間隔を考慮した補正係数を乗じたベクトルで
代用するステップと、を含む動きベクトル探索方法が提
供される。

【００４５】動きベクトルの探索に関する時間間隔を考
慮した補正係数としては、例えば、「（（現画像ボトム
フィールドと参照画像トップフィールドとの時間間隔）
／（現画像トップフィールドと参照画像トップフィール
ドとの時間間隔））」や「（（現画像トップフィールド
と参照画像ボトムフィールドとの時間間隔）／（現画像
ボトムフィールドと参照画像ボトムフィールドとの時間
間隔））」が挙げられる。

【００４６】また、請求項５に係る発明によれば、参照
画像に対する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部分
の探索処理によって求めた一方向の動きベクトルを用い
て、前および後の両方向の動きベクトルを探索する方法
であって、記憶手段に記憶してある参照画像および現画
像を参照して、一方の方向の動きベクトルを実際に求め
るステップと、他方の方向の動きベクトルを、実際に求
めた動きベクトルの符号を反転させたベクトルで代用す
るステップと、を含む動きベクトル探索方法が提供され
る。

【００４７】さらに、請求項６に係る発明によれば、参
照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部
分の探索処理によって求めた一方向の動きベクトルを用
いて、前および後の両方向の動きベクトルを探索する方
法であって、記憶手段に記憶してある参照画像および現
画像を参照して、一方の方向の動きベクトルを実際に求
めるステップと、他方の方向の動きベクトルを、実際に
求めた動きベクトルの符号を反転させたものに動きベク
トルの探索に関する時間間隔を考慮した補正係数を乗じ
たベクトルで代用するステップと、を含む動きベクトル
探索方法が提供される。

【００４８】動きベクトルの探索に関する時間間隔を考
慮した補正係数としては、例えば、「（現画像フレーム
と後方向参照画像フレームとの時間間隔）／（現画像フ
レームと前方向参照画像フレームとの時間間隔））」が
挙げられる。

【００４９】また、請求項７に係る発明によれば、参照
画像に対する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部分
の探索処理によって求めたフィールド動きベクトルを用
いて、現画像ＭＢに対するフレーム動きベクトルを探索
する方法であって、記憶手段に記憶してある参照画像お
よび現画像を参照して、現画像トップ（またはボトム）
フィールドを始点とし参照画像トップ（またはボトム）
フィールドを終点とする探索によってフィールド動きベ
クトル（ｖ_field ＝（ｘ，ｙ））を実際に求めるステッ
プと、現画像ＭＢに対するフレーム動きベクトル（ｖ
_frame ＝（ｘ’，ｙ’））を、求めたフィールド動きベ
クトル（ｖ_field ＝（ｘ，ｙ））を用いて、ｖ_frame ＝
（ｘ’，ｙ’）＝（ｘ，２・ｙ）として求めるステップ
とを、含む動きベクトル探索方法が提供される。

【００５０】さらに、請求項８に係る発明によれば、本
発明の他の態様である装置、即ち、参照画像に対する現
画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部分の探索処理によ
って求めたｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベク
トルを用いて、ｎ個（ｎは、ｎ≧２なる自然数）の動き
ベクトル（ｖ₁ ，ｖ₂ ，…，ｖ_n ）を探索する装置であ
って、参照画像および現画像を記憶する記憶手段と、該
記憶手段の記憶内容を参照して、ｍ個（ｍは、ｍ＜ｎな
る自然数）の動きベクトル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）を
実際に探索する探索手段と、残りのｋ個（ｋは、ｋ＝ｎ
−ｍなる自然数）の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ
_Kk）の夫々を、実際に探索して求めたｎ個の動きベクト
ルのいずれかで代用する代用処理手段と、を備える動き
ベクトル探索装置が提供される。

【００５１】これによれば、記憶手段に、予め、参照画
像および現画像を記憶しておき、探索手段が、記憶手段
の記憶内容を参照して、ｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自然
数）の動きベクトル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）を実際に
探索し、さらに、代用処理手段は、残りのｋ個（ｋは、
ｋ＝ｎ−ｍなる自然数）の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，
…，ｖ_Kk）の夫々を、実際に探索して求めたｎ個の動き
ベクトルのいずれかで代用する。

【００５２】さらに、制御手段を設けておき、この制御
手段が、与えられた指令にしたがって、探索手段および
代用処理手段の動作制御を行って、実際に探索したｍ個
の動きベクトル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）と、代用処理
によって求めたｋ個の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，
ｖ_Kk）とを装置外に出力するようにしておいてもよい。

【００５３】なお、上述した各動きベクトル探索方法
は、コンピュータが、記憶媒体に記憶した一連の処理手
順にしたがった処理動作を行うことによっても実現さ
れ、このようなプログラムを記憶した記憶媒体が提供可
能となる。そこで、以下のような記憶媒体が提供可能と
なる。

【００５４】即ち、請求項９に係る発明によれば、参照
画像に対する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部分
の探索処理によって求めたｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自然
数）の動きベクトルを用いて、ｎ個（ｎは、ｎ≧２なる
自然数）の動きベクトル（ｖ ₁ ，ｖ₂ ，…，ｖ_n ）を探
索をコンピュータに実行させる動きベクトル探索プログ
ラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に
おいて、記憶手段に記憶してある参照画像および現画像
を参照して、ｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベ
クトル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）を実際に探索する第１
の処理と、残りのｋ個（ｋは、ｋ＝ｎ−ｍなる自然数）
の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の夫々を、実
際に探索して求めたｎ個の動きベクトルのいずれかで代
用する第２の処理とを、コンピュータに実行させる動き
ベクトル探索プログラムを記憶した記憶媒体が提供され
る。

【００５５】特に、請求項１０に係る発明には、請求項
９において、前記第２の処理は、残りのｋ個の動きベク
トル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の夫々を、実際に探索し
て求めたｎ個の動きベクトルのいずれかで代用する際
に、実際に探索したｍ個の動きベクトル（ｖ_M1，ｖ_M2，
…，ｖ_Mm）の夫々の探索の始点となる現画像と探索の終
点となる参照画像との時間間隔を（ｔ_M1，ｔ_M2，…，ｔ
_Mm）とし、また、探索しないｋ個の動きベクトル
（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の夫々の探索の始点となるべ
き現画像と探索の終点となるべき参照画像との時間間隔
を（ｔ_K1，ｔ_K2，…，ｔ_Kk）としたとき、探索しないｋ
個の動きベクトルｖ_Ki（１≦ｉ≦ｋ）の夫々を、α・ｖ
_Mj（ここで、α＝ｔ_Ki／ｔ_Mj、ｔ_Kiは、動きベクトルｖ
_Kiに対する時間間隔、ｔ_Mjは、動きベクトルｖ_Mjに対す
る時間間隔、１≦ｉ≦ｋ、１≦ｊ≦ｍ、ｉおよびｊは自
然数）のいずれかで代用する処理であることを特徴とす
る。

【００５６】また、請求項１１に係る発明によれば、前
方向または後方向のフィールドに対する現画像ＭＢ（マ
クロブロック）の類似部分の探索処理によって実際に求
めた動きベクトルを用いて、実際に求めていない動きベ
クトルの探索をコンピュータに実行させる動きベクトル
探索プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な
記憶媒体において、記憶手段に記憶してある参照画像お
よび現画像を参照して、現画像トップ（またはボトム）
フィールドＭＢを始点とし参照画像トップフィールドを
終点とする探索によって求まる動きベクトルｖ_tt（また
はｖ_bt）、および、現画像トップ（またはボトム）フィ
ールドＭＢを始点とし参照画像ボトムフィールドを終点
とする探索によって求まる動きベクトルｖ_tb（またはｖ
_bb）の夫々を実際に求める処理と、現画像ボトム（また
はトップ）フィールドＭＢを始点とし参照画像トップフ
ィールドを終点とする探索によって求まる動きベクトル
ｖ_bt（またはｖ_tt）、および、現画像ボトム（またはト
ップ）フィールドＭＢを始点とし参照画像ボトムフィー
ルドを終点とする探索によって求まる動きベクトルｖ_bb
（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求めた２個の動きベク
トル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または（ｖ_bt，ｖ_bb））のいずれ
かで代用する処理とを、コンピュータに実行させる動き
ベクトル探索プログラムを記憶した記憶媒体が提供され
る。

【００５７】さらに、請求項１２に係る発明によれば、
前方向または後方向のフィールドに対する現画像ＭＢ
（マクロブロック）の類似部分の探索処理によって実際
に求めた動きベクトルを用いて、実際に求めていない動
きベクトルの探索をコンピュータに実行させる動きベク
トル探索プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可
能な記憶媒体において、記憶手段に記憶してある参照画
像および現画像を参照して、現画像トップ（またはボト
ム）フィールドＭＢを始点とし参照画像トップフィール
ドを終点とする探索によって求まる動きベクトルｖ
_tt（またはｖ_bt）、および、現画像トップ（またはボト
ム）フィールドＭＢを始点とし参照画像ボトムフィール
ドを終点とする探索によって求まる動きベクトルｖ
_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に求める処理と、現画像
ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし参照
画像トップフィールドを終点とする探索によって求める
動きベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、現画像ボト
ム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし参照画像
ボトムフィールドを終点とする探索によって求まる動き
ベクトルｖ_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求めた２
個の動きベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または（ｖ_bt，
ｖ_bb））のいずれかに、動きベクトルの探索に関する時
間間隔を考慮した補正係数を乗じたベクトルで代用する
処理とを、コンピュータに実行させる動きベクトル探索
プログラムを記憶した記憶媒体が提供される。

【００５８】また、請求項１３に係る発明によれば、参
照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部
分の探索処理によって求めた一方向の動きベクトルを用
いて行う、前および後の両方向の動きベクトル探索をコ
ンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラムを
記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体におい
て、一方の方向の動きベクトルを実際に求める処理と、
他方の方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクト
ルの符号を反転させたベクトルで代用する処理とを、コ
ンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラムを
記憶した記憶媒体が提供される。

【００５９】さらに、請求項１４に係る発明によれば、
参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似
部分の探索処理によって求めた一方向の動きベクトルを
用いて行う、前および後の両方向の動きベクトル探索を
コンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラム
を記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体におい
て、一方の方向の動きベクトルを実際に求める処理と、
他方の方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクト
ルの符号を反転させたものに動きベクトルの探索に関す
る時間間隔を考慮した補正計数を乗じたベクトルで代用
する処理とを、コンピュータに実行させる動きベクトル
探索プログラムを記憶した記憶媒体が提供される。

【００６０】また、請求項１５に係る発明によれば、参
照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部
分の探索処理によって求めたフィールド動きベクトルを
用いて行う、現画像ＭＢに対するフレーム動きベクトル
探索をコンピュータに実行させる動きベクトル探索プロ
グラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
において、記憶手段に記憶してある参照画像および現画
像を参照して、現画像トップ（またはボトム）フィール
ドを始点とし参照画像トップ（またはボトム）フィール
ドを終点とする探索によってフィールド動きベクトル
（ｖ_field ＝（ｘ，ｙ））を実際に求める処理と、現画
像ＭＢに対するフレーム動きベクトル（ｖ_frame ＝
（ｘ’，ｙ’））を、求めたフィールド動きベクトル
（ｖ_field ＝（ｘ，ｙ））を用いて、ｖ_frame ＝
（ｘ’，ｙ’）＝（ｘ，２・ｙ）として求める処理と
を、コンピュータに実行させる動きベクトル探索プログ
ラムを記憶した記憶媒体が提供される。

【００６１】上述した記憶媒体としては、例えば、ＣＤ
ＲＯＭ、ＤＶＤＲＯＭ等の光記憶媒体、フレキシブルデ
ィスク等の磁気記憶媒体、ＲＯＭ、ＩＣカード等の半導
体記憶媒体、ＭＯ等の光磁気記憶媒体等が挙げられる。
また、記憶媒体に記憶した動きベクトル探索プログラム
を読み取り可能なコンピュータは、例えば、ＣＰＵ（中
央処理装置）、ワークエリアとして機能するＲＡＭ等の
電子デバイスを有して構成可能である。

【００６２】なお、動きベクトルは、時間的に前後する
映像情報である参照画像と現画像とを参照して行われる
探索処理によって探索されるという技術的性質があり、
本発明は、この技術的性質に基づく情報処理を実際に求
めた動きベクトルを、実際に求めていない動きベクトル
の代用に用いるものである。また、本発明では、動きベ
クトルを求める際に、記憶手段に記憶している参照画像
および現画像の情報の参照等を行って、ハードウエア資
源の利用を図っている。

【００６３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。まず、本発明の実施の形態にかか
る動きベクトル探索装置１００の構成や動作の概要を説
明する。

【００６４】図１は、動きベクトル探索装置１００の一
構成例を示すブロック図であり、この動きベクトル探索
装置１００は、現画像、参照画像を記憶するための画像
メモリ３０と、動きベクトルの探索を実際に行う探索処
理部２０と、実際には求めていない動きベクトルを、実
際に求めた動きベクトルのいずれかで代用する処理を行
う代用部４０と、与えられた指令に応じて、探索処理部
２０や代用部４０を駆動制御して、実際に求めた動きベ
クトルと代用によって求めた動きベクトルとを装置外部
に出力する制御部１０とを有している。

【００６５】この動きベクトル探索装置１００は、半導
体技術を用いてＬＳＩ化することによってハードウエア
のみによって実現することが可能であることはもちろん
のこと、各構成要素を、例えば、動作プログラムを内蔵
するＲＯＭ等の記憶媒体、動作プログラムにしたがった
動作を行うＣＰＵ（中央処理装置）、ワークエリアや記
憶エリアを有するＲＡＭ等の電子デバイスで実現するこ
とも可能である。

【００６６】すなわち、この動きベクトル探索装置１０
０を、記憶媒体に記憶したプログラムにしたがって動作
を行う１台のコンピュータシステムで実現することも可
能である。

【００６７】図１０は、本発明にかかる処理を説明する
フローチャートであり、図１０を参照して動きベクトル
探索装置１００を用いた処理について概説する。まず、
ステップＳ１０００において、指令を与えられた制御部
１０に起動制御された探索処理部２０は、画像メモリ３
０が記憶している現画像および参照画像の情報に基づい
て、動きベクトルの探索を行う。なお、探索処理部２０
が実際に探索を行う動きベクトルの種類は予め定められ
ていて（例えば、探索始点、探索終点、現画像ＭＢの種
類（フィールド／フレーム）等が予め定められてい
る）、探索処理部２０は、予め定めた種類の動きベクト
ルのみを実際に探索する。

【００６８】次に、ステップＳ１０１０において、制御
部１０は、探索処理部２０が実際に探索を行って求めた
動きベクトルを、探索処理部２０から獲得して、代用部
４０に送るとともに、代用部４０を起動制御する。

【００６９】代用部４０は、求めるべき残りの動きベク
トルの夫々を、探索処理部２０が実際に探索を行って求
めた動きベクトルのいずれかで代用し、実際に探索を行
って求めた動きベクトルと、代用によって求めた動きベ
クトルとを制御部１０に送信する。そして、制御部１０
は、代用部４０から送られてきた、実際に探索を行って
求めた動きベクトルと、代用によって求めた動きベクト
ルとを装置外部に出力する。

【００７０】なお、このような代用を行うための代用ル
ールは予め定められていて、実際に探索を行って求める
べき動きベクトルと、代用によって求める動きベクトル
とを予め定めておく。また、制御部１０は与えられた指
令に基づいて、後に説明する時間間隔の情報を代用部４
０に送信可能になっていて、代用部４０は受信した時間
間隔に基づく補正係数を計算して、代用すべきベクトル
に乗じる処理も行う。

【００７１】以上が本発明の実施の形態にかかる装置の
構成や動作の概要であるが、以下では、第１乃至第４の
実施形態によって、探索処理や代用処理の具体的な形態
について説明する。 （第１の実施形態）この第１の実施形態は、本発明を前
方向のフィールド動きベクトル探索に適用したものであ
る。

【００７２】図５、図６は、第１の実施形態の模式的説
明図であって、時間軸を水平方向にとり、右側に行くほ
ど時間が進みものとする。図２と同様に、図５、図６に
おいて、現画像フレーム１は、現画像トップフィールド
１ａと現画像ボトムフィールド１ｂとからなり、現画像
フレーム１の前方向にある参照画像フレーム２は、参照
画像トップフィールド２ａと参照画像ボトムフィールド
２ｂとからなっていて、３ａ、３ｂは夫々、現画像トッ
プフィールドＭＢ、現画像ボトムフィールドＭＢであ
る。

【００７３】また、符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで示す探索は夫
々、「現画像トップフィールドＭＢ３ａを始点とし参照
画像トップフィールド２ａを終点とする探索」、「現画
像トップフィールドＭＢ３ａを始点とし参照画像ボトム
フィールド２ｂを終点とする探索」、「現画像ボトムフ
ィールドＭＢ３ｂを始点とし参照画像トップフィールド
２ａを終点とする探索」、「現画像ボトムフィールドＭ
Ｂ３ｂを始点とし参照画像ボトムフィールド２ｂを終点
とする探索」を示している。なお、実線で示した探索は
実際に探索を行うことを示し、破線で示した探索は実際
には行わないことを示す。

【００７４】まず、図５に示す例では、ステップＳ１０
００における探索処理において、探索処理部２０が符号
Ａ、Ｂで示す実際の探索を行い、次いで、ステップ１０
１０において、代用部４０が符号Ｃ、Ｄで示す探索で求
まるべき動きベクトルの夫々を、符号Ｂ、Ａで示す実際
の探索によって求めた動きベクトルの夫々で代用する処
理を行って、最後に、制御部１０が、実際に探索を行っ
て求めた動きベクトルと、代用によって求めた動きベク
トルとを装置外部に出力する。

【００７５】このことをより具体的に説明すると以下の
ようになる。まず、符号Ａ、Ｂで示す探索のみを実際に
行う。例えば、次に示す式１１、式１２を用いた符号
Ａ、Ｂで示す探索によって、夫々、以下に示すベクトル
集合Ｖ_tt、Ｖ_tbを求め、夫々のうちの１つを動きベクト
ルとする（ステップＳ１０００）。

【００７６】

【数１１】

【００７７】

【数１２】

【００７８】符号Ｃ、Ｄで示す探索は行わないため、図
２を参照して説明したように、従来、符号Ｃで示す探索
によって求めていたｖ_btと符号Ｄで示す探索によって求
めていたｖ_bbとの夫々を、実際に行った符号Ａ、Ｂで示
す探索によって求めた動きベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）のい
ずれかで代用する（ステップＳ１０１０）。

【００７９】例えば、上記のベクトルの集合から、次の
ように、ｖ_tt、ｖ_tb、ｖ_bt、ｖ_bbの動きベクトルを決定
する。「ｖ_tt＝ｖ（ｖ∈Ｖ_tt），ｖ_tb＝ｖ（ｖ∈
Ｖ_tb），ｖ _bt＝ｖ_tt，ｖ_bb＝ｖ_tb」。ここで、ｖ_btをｖ
_ttで、ｖ_bbをｖ_tbで代用している。

【００８０】また、図６に示す例では、ステップＳ１０
００における探索処理において、探索処理部２０が符号
Ｃ、Ｄで示す実際の探索を行い、次いで、ステップ１０
１０において、代用部４０が符号Ａ、Ｂで示す探索で求
まるべき動きベクトルの夫々を、符号Ｄ、Ｃで示す実際
の探索によって求めた動きベクトルの夫々で代用する処
理を行って、最後に、制御部１０が、実際に探索を行っ
て求めた動きベクトルと、代用によって求めた動きベク
トルとを装置外部に出力する。

【００８１】このことをより具体的に説明すると以下の
ようになる。まず、符号Ｃ、Ｄで示す探索のみを実際に
行う。例えば、次に示す式１３、式１４を用いた符号
Ｃ、Ｄで示す探索によって、夫々、以下に示すベクトル
集合Ｖ_bt、Ｖ_bbを求め、夫々のうちの１つを動きベクト
ルとする（ステップＳ１０００）。

【００８２】

【数１３】

【００８３】

【数１４】

【００８４】符号Ａ、Ｂで示す探索は実際には行わない
ため、図２を参照して説明したように、従来、符号Ａで
示す探索によって求めていたｖ_ttと符号Ｂで示す探索に
よって求めていたｖ_tbとの夫々を、実際に行った符号
Ｃ、Ｄで示す探索によって求めた動きベクトル（ｖ_bt，
ｖ_bb）のいずれかで代用する（ステップＳ１０１０）。

【００８５】例えば、上記のベクトルの集合から、次の
ように、ｖ_tt、ｖ_tb、ｖ_bt、ｖ_bbの動きベクトルを決定
する。「ｖ_tt＝ｖ_bt，ｖ_tb＝ｖ_bb，ｖ_bt＝ｖ（ｖ∈
Ｖ_bt），ｖ_bb＝ｖ（ｖ∈Ｖ_bb）」。ここで、ｖ_ttをｖ_bt
で、ｖ_tbをｖ_bbで代用している。

【００８６】なお、図５および図６に示す例では、実際
の探索を行って求める動きベクトルは、始点が同一のも
のとしている。これは、実際の探索の際の始点をそろえ
て、演算量を低減させるためであり、もちろん、実際の
探索を行って求める動きベクトルを、終点が同一のもの
としてもよく、このような探索ルールは予め定めてお
く。

【００８７】以上、参照画像が前方向に存在する場合に
ついてのみ説明したが、参照画像が後方向に存在してい
ても同様な処理が可能である。以上説明した第１の実施
形態によれば、画像メモリ３０に記憶してある参照画像
および現画像を参照して、現画像トップ（またはボト
ム）フィールドＭＢを始点とし参照画像トップフィール
ドを終点とする探索によって求まる動きベクトルｖ
_tt（またはｖ_bt）、および、現画像トップ（またはボト
ム）フィールドＭＢを始点とし参照画像ボトムフィール
ドを終点とする探索によって求まる動きベクトルｖ
_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に求め、さらに、現画像
ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし参照
画像トップフィールドを終点とする探索によって求まる
動きベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、現画像ボト
ム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし参照画像
ボトムフィールドを終点とする探索によって求まる動き
ベクトルｖ_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求めた２
個の動きベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または（ｖ_bt，
ｖ_bb））のいずれかで代用するので、図２を参照して説
明した従来技術に比べ、探索回数が半分になるので演算
量を大幅に削減することが可能となる。

【００８８】また、トップフィード１ａとボトムフィー
ルド１ｂとは、同一のフレームを構成するものなので相
関が大きく、代用処理によって求めた動きベクトルを用
いても、画質劣化を抑えて動画像符号化等を行うことが
可能となる。 （第２の実施形態）この第２の実施形態は、本発明を、
前方向のフィールド動きベクトル探索に適用したもの
で、第１の実施形態と比較し、動きベクトルの代用処理
を行う際に、代用して求める動きベクトルを求めるため
の探索の始点と終点との時間間隔等を考慮した補正係数
を乗じて代用する点に特徴がある。これは、動画像内の
物体は、短い時間間隔においては、等速度運動をしてい
るとみなすことができるため、動きベクトルを時間間隔
で補正することによって画質を飛躍的に向上するもので
ある。

【００８９】図５、図６、図７は、第２の実施形態の模
式的説明図であって、時間軸を水平方向にとり、右側に
行くほど時間が進みものとする。図５、図６について、
再度説明することは避ける。

【００９０】図７において、中間画像フレーム４は、中
間画像トップフィールド４ａと中間画像ボトムフィール
ド４ｂからなり、符号Ｅで示す探索は「現画像ボトムフ
ィールドＭＢ３ｂを始点とし中間画像トップフィールド
４ａを終点とする探索」であり、他の探索（Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ）は図５や図６で説明したものと同じである。な
お、実線で示した探索は実際に探索を行うことを示し、
破線で示した探索は実際には行わないことを示す。

【００９１】まず、図５に示す例では、ステップＳ１０
００における探索処理において、探索処理部２０が符号
Ａ、Ｂで示す実際の探索を行い、次いで、ステップ１０
１０において、代用部４０が符号Ｃ、Ｄで示す探索で求
まるべき動きベクトルの夫々を、符号Ｂ、Ａで示す実際
の探索によって求めた動きベクトルの夫々に動きベクト
ルの探索に関する時間間隔を考量した補正係数（フィー
ルド間距離の補正係数として機能する）を乗じたもので
代用する処理を行って、最後に、制御部１０が、実際に
探索を行って求めた動きベクトルと、代用によって求め
た動きベクトルとを装置外部に出力する。なお、始めに
指令を与えることによって、制御部１０は時間間隔の情
報を代用部４０に送る動作を行う。

【００９２】このことをより具体的に説明すると以下の
ようになる。まず、符号Ａ、Ｂで示す探索のみを実際に
行う。例えば、前述した式１１、式１２を用いた符号
Ａ、Ｂで示す探索によって、夫々、以下に示すベクトル
集合Ｖ_tt、Ｖ_tbを求め、夫々のうちの１つを動きベクト
ルとする（ステップＳ１０００）。

【００９３】符号Ｃ、Ｄで示す探索は実際には行わない
ため、図２を参照して説明したように、従来、符号Ｃで
示す探索によって求めていたｖ_btと符号Ｄで示す探索に
よって求めていたｖ_bbとの夫々を、実際に行った符号
Ａ、Ｂで示す探索によって求めた動きベクトル（ｖ_tt，
ｖ_tb）のいずれかに動きベクトルの探索に関する時間間
隔を考量した補正係数を乗じたもので代用する（ステッ
プＳ１０１０）。

【００９４】例えば、上記のベクトルの集合から、次の
ように、ｖ_tt、ｖ_tb、ｖ_bt、ｖ_bbの動きベクトルを決定
する。「ｖ_tt＝ｖ（ｖ∈Ｖ_tt），ｖ_tb＝ｖ（ｖ∈
Ｖ_tb），ｖ _bt＝ａ×ｖ_tt，ｖ_bb＝１×ｖ_tb＝ｖ_tb」。こ
こで、ａ∈Ｒ（Ｒは実数の集合）は動きベクトルの探索
に関する時間間隔を考慮した補正係数であり、具体的に
は、例えば、以下の式で求まる。

【００９５】ａ＝「（現画像ボトムフィールド（１ｂ）
と参照画像トップフィールド（２ａ）との時間間隔）／
（現画像トップフィールド（１ａ）と参照画像トップフ
ィールド（２ａ）との時間間隔）」。

【００９６】この比例式によって、実際に求めていない
探索Ｃによる動きベクトルの大きさが、実際に求めた動
きベクトルＡの大きさで補正するための補正係数が求ま
ることになる。なお、ｖ_bbとｖ_ttとは探索の時間間隔が
等しいため、補正係数を１としている。ここで、ｖ_btを
ａ×ｖ_ttで、ｖ_bbをｖ_ttで代用している。

【００９７】また、図６に示す例では、ステップＳ１０
００における探索処理において、探索処理部２０が符号
Ｃ、Ｄで示す実際の探索を行い、次いで、ステップ１０
１０において、代用部４０が符号Ａ、Ｂで示す探索で求
まるべき動きベクトルの夫々を、符号Ｄ、Ｃで示す実際
の探索によって求めた動きベクトルの夫々に探索に関す
る時間間隔を考量した補正係数（フィールド間距離の補
正係数として機能する）を乗じたもので代用する処理を
行って、最後に、制御部１０が、実際に探索を行って求
めた動きベクトルと、代用によって求めた動きベクトル
とを装置外部に出力する。

【００９８】このことをより具体的に説明すると以下の
ようになる。まず、符号Ｃ、Ｄで示す探索のみを実際に
行う。例えば、前述した式１３、式１４を用いた符号
Ｃ、Ｄで示す探索によって、夫々、以下に示すベクトル
集合Ｖ_bt、Ｖ_bbを求め、夫々のうちの１つを動きベクト
ルとする（ステップＳ１０００）。

【００９９】符号Ａ、Ｂで示す探索は実際には行わない
ため、図２を参照して説明したように、従来、符号Ａで
示す探索によって求めていたｖ_ttと符号Ｂで示す探索に
よって求めていたｖ_tbとの夫々を、実際に行った符号
Ｃ、Ｄで示す探索によって求めた動きベクトル（ｖ_bt，
ｖ_bb）に動きベクトルの探索に関する時間間隔を考量し
た補正係数を乗じたもののいずれかで代用する（ステッ
プＳ１０１０）。

【０１００】例えば、上記のベクトルの集合から、次の
ように、ｖ_tt、ｖ_tb、ｖ_bt、ｖ_bbの動きベクトルを決定
する。「ｖ_tt＝１×ｖ_bb＝ｖ_bb，ｖ_tb＝ｂ×ｖ_bb，ｖ_bt
＝ｖ（ｖ∈Ｖ_bt），ｖ_bb＝ｖ（ｖ∈Ｖ_bb）」。ここで、
ｂ∈Ｒ（Ｒは実数の集合）は動きベクトルの探索に関す
る時間間隔を考慮した補正項であり、具体的には、例え
ば、以下の式で求まる。

【０１０１】ｂ＝「（現画像トップフィールド（１ａ）
と参照画像ボトムフィールド（２ｂ）との時間間隔）／
（現画像ボトムフィールド（１ｂ）と参照画像ボトムフ
ィールド（２ｂ）との時間間隔）」。

【０１０２】この比例式によって、実際に求めていない
探索Ｂによる動きベクトルの大きさが、実際に求めた動
きベクトルＤの大きさで補正するための補正係数が求ま
ることになる。なお、ｖ_bbとｖ_ttとは探索の時間間隔が
等しいため、補正係数を１としている。ここで、ｖ_tbを
ｂ×ｖ_bbで、ｖ_ttをｖ_bbで代用している。

【０１０３】以上、参照画像が前方向に存在する場合に
ついてのみ説明したが、参照画像が後方向に存在してい
ても同様な処理が可能である。なお、図７に示すよう
に、探索方法として中間画像を用いて探索するテレスコ
ピック探索を採用したときには、次に示す式１５を用い
た、現画像ボトムフィールドＭＢ３ｂを始点として中間
画像トップフィールド４ａを終点とする探索（符号Ｅ）
によって求められるベクトル集合Ｖ_bt' が、演算量の増
加を発生させることなく、探索の中間結果として求めら
れる。

【０１０４】

【数１５】

【０１０５】このとき、ｖ_tb（符号Ｂ）と、Ｖ_bt' に属
する動きベクトルとの探索の時間間隔が等しいため、上
記のようにｂ×ｖ_bbで代用する代わりに、ｖ_tbをＶ_bt'
に属する動きベクトルで代用することも可能であり、こ
の場合には補正係数を用いる必要はない。

【０１０６】以上説明した第２の実施形態によれば、画
像メモリ３０に記憶してある参照画像および現画像を参
照して、現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢ
を始点とし参照画像トップフィールドを終点とする探索
によって求まる動きベクトルｖ_tt（またはｖ_bt）、およ
び、現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢを始
点とし参照画像ボトムフィールドを終点とする探索によ
って求まる動きベクトルｖ_tb（またはｖ_bb）の夫々を実
際に求め、さらに、現画像ボトム（またはトップ）フィ
ールドＭＢを始点とし参照画像トップフィールドを終点
とする探索によって求める動きベクトルｖ_bt（またはｖ
_tt）、および、現画像ボトム（またはトップ）フィール
ドＭＢを始点とし参照画像ボトムフィールドを終点とす
る探索によって求まる動きベクトルｖ_bb（またはｖ_tb）
の夫々を、実際に求めた２個の動きベクトル（ｖ_tt，ｖ
_tb）（または（ｖ_bt，ｖ_bb））のいずれかに、動きベク
トルの探索に関する時間間隔を考慮した補正係数を乗じ
たベクトルで代用するので、図２を参照して説明した従
来技術に比べ、探索回数が半分になるので、演算量を大
幅に削減することが可能となる。しかも、トップフィー
ド１ａとボトムフィールド１ｂとは、同一のフレームを
構成するものなので相関が大きく、さらに、動きベクト
ルの探索に関する時間間隔も考慮して代用処理を行って
いるので、画質劣化を一層抑えて動画像符号化等を行う
ことが可能となる。 （第３の実施形態）この第３の実施形態は、本発明を前
方向および後方向の両方向のフレーム動きベクトル探索
に適用したものである。

【０１０７】図８は、第３の実施形態の模式的説明図で
あって、時間軸を水平方向にとり、右側に行くほど時間
が進みものとする。図３と同様に、図８において、現画
像フレーム１は、時間軸上で、前方向の参照画像フレー
ム２と後方向の参照画像フレーム５との中間位置に存在
していて、３は現画像フレームＭＢである。また、符号
Ｆ、Ｇで示す探索は夫々、「現画像フレームＭＢ３を始
点とし、前方向の参照画像フレーム２を終点とする探
索」、「現画像フレームＭＢ３を始点とし、後方向の参
照画像フレーム５を終点とする探索」を示している。な
お、実線で示した探索は実際に探索を行うことを示し、
破線で示した探索は実際には行わないことを示す。

【０１０８】まず、図８に示す例では、ステップＳ１０
００における探索処理において、探索処理部２０が符号
Ｆで示す実際の探索を行い、次いで、ステップ１０１０
において、代用部４０が符号Ｇで示す探索で求まるべき
動きベクトルを、符号Ｆで示す実際の探索によって求め
た動きベクトルで代用する処理を行って、最後に、制御
部１０が、実際に探索を行って求めた動きベクトルと、
代用によって求めた動きベクトルとを装置外部に出力す
る。

【０１０９】このことをより具体的に説明すると以下の
ようになる。まず、符号Ｆで示す探索のみを実際に行
う。例えば、次に示す式１６を用いた符号Ｆで示す探索
によって、以下に示すベクトル集合Ｖ^F を求め、そのう
ちの１つを動きベクトルとする（ステップＳ１００
０）。

【０１１０】

【数１６】

【０１１１】符号Ｇで示す探索は実際には行わないた
め、図３を参照して説明したように、従来、符号Ｇで示
す探索によって求めていたｖ^B を、実際に行った符号Ｆ
で示す探索によって求めた動きベクトルｖ^F の符号を反
転して（水平成分および垂直成分の符号を反転する）代
用する（ステップＳ１０１０）。

【０１１２】例えば、上記のベクトルの集合から、次の
ように、ｖ^F 、ｖ^B の動きベクトルを決定する。「ｖ^F
＝ｖ（ｖ∈Ｖ^F ），ｖ^B ＝−ｖ^F 」。ここで、ｖ^B を−
ｖ^Fで代用している。もちろん、ｖ^B を求めてｖ^F を−
ｖ^B で代用してもよい。

【０１１３】また、ステップＳ１０１０において代用処
理を行う際に、動きベクトルの探索に関する時間間隔を
乗じたベクトルで代用するようにしてもよい。即ち、代
用部４０が符号Ｇで示す探索で求まるべき動きベクトル
を、符号Ｆで示す実際の探索によって求めた動きベクト
ルに動きベクトルの探索に関する時間間隔を考量した補
正係数を乗じたもので代用する処理を行って、最後に、
制御部１０が、実際に探索を行って求めた動きベクトル
と、代用によって求めた動きベクトルとを装置外部に出
力する。なお、始めに指令を与えることによって、制御
部１０は時間間隔の情報を代用部４０に送る動作を行
う。

【０１１４】このことをより具体的に説明すると以下の
ようになる。まず、符号Ｆで示す探索のみを、前述した
式１６を用いて行う。即ち、ベクトル集合Ｖ^F を求め、
そのうちの１つを動きベクトルとする（ステップＳ１０
００）。

【０１１５】符号Ｇで示す探索は実際には行わないた
め、図３を参照して説明したように、従来、符号Ｇで示
す探索によって求めていたｖ^B を、実際に行った符号Ｆ
で示す探索によって求めた動きベクトルｖ^F の符号を反
転して（水平成分および垂直成分の符号を反転する）、
さらに、これに動きベクトルの探索に関する時間間隔を
考量した補正係数を乗じたものを求めて、これを代用す
る（ステップＳ１０１０）。

【０１１６】例えば、上記のベクトルの集合から、次の
ように、の動きベクトルを決定する。「ｖ^F ＝ｖ（ｖ∈
Ｖ^F ），ｖ^B ＝ｃ×（−ｖ^F ）」。ここで、ｃ∈Ｒ（Ｒ
は実数の集合）は動きベクトルの探索に関する時間間隔
を考慮した補正係数（フレーム／フィールド間距離の補
正係数として機能する）であり、具体的には、例えば、
以下の式で求まる。

【０１１７】ｃ＝「（現画像フレーム１と後方向参照画
像フレーム５との時間間隔）／（現画像フレーム１と前
方向参照画像フレーム２との時間間隔）」。 この比例式によって、実際に求めていない探索Ｇによる
動きベクトルの大きさが、実際に求めた動きベクトルＦ
の大きさで補正するための補正係数が求まることにな
る。ここで、ｖ^B を「−ｖ^F 」に補正係数ｃを乗じたベ
クトルで代用している。

【０１１８】以上、参照画像フレームが前方向に存在す
る場合についてのみ説明したが、参照画像が後方向に存
在していても同様な処理が可能である。また、フレーム
動きベクトルの探索のみについて説明したが、フィール
ド動きベクトルの探索についても同様な処理が実行可能
である。

【０１１９】以上説明してき第３の実施形態によれば、
画像メモリ３０に記憶した現画像および参照画像を参照
して、一方の方向の動きベクトルを実際に求め、他方の
方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクトルの符
号を反転させるので、探索回数が半分になり演算量を大
幅に削減することが可能となり、しかも、現画像フレー
ム１、後方向参照画像フレーム５、および、前方向参照
画像フレーム２は時間的連続性があって相関性を有する
ため、画質劣化を抑えて動画像符号化等を行うことが可
能となる。

【０１２０】また、画像メモリ３０に記憶した現画像お
よび参照画像を参照して、一方の方向の動きベクトルを
実際に求め、他方の方向の動きベクトルを、実際に求め
た動きベクトルの符号を反転させたものに動きベクトル
の探索に関する時間間隔を考慮した補正係数を乗じたベ
クトルで代用する第２のステップベクトルで代用する
と、探索回数が半分になり演算量を大幅に削減すること
が可能となるとともに、動きベクトルの探索に関する時
間間隔も考慮して代用処理を行っているので、動画像符
号化等における画質劣化を一層抑えることが可能とな
る。 （第４の実施形態）この第４の実施形態は、本発明を前
方向のフィールド動きベクトル探索とフレーム動きベク
トルとに適用したものであり、より具体的には、実際に
探索して求めてフィールド動きベクトルで、フレーム動
きベクトルを代用するものである。

【０１２１】図９（ａ）、（ｂ）は、第４の実施形態の
模式的説明図であって、時間軸を水平方向にとり、右側
に行くほど時間が進みものとし、さらに、同一の画像フ
レームを上下に並べて記載していて、図９（ａ）は、フ
レームをフィールド単位で表現したもの、図９（ｂ）
は、フレームのままで表現したものである。

【０１２２】図４と同様に、現画像フレーム１は、現画
像トップフィールド１ａと現画像ボトムフィールド１ｂ
とからなり、参照画像フレーム２は、参照画像トップフ
ィールド２ａと参照画像ボトムフィールド２ｂとからな
っていて、３ａ、３ｂ、３は夫々、現画像トップフィー
ルドＭＢ、現画像ボトムフィールドＭＢ、現画像フレー
ムＭＢである。

【０１２３】また、符号Ａ、Ｄ、Ｆで示す探索は夫々、
「現画像トップフィールドＭＢ３ａを始点とし参照画像
トップフィールド２ａを終点とする探索」、「現画像ボ
トムフィールドＭＢ３ｂを始点とし参照画像ボトムフィ
ールド２ｂを終点とする探索」、「現画像フレームＭＢ
３を始点とし参照画像フレーム２を終点とする探索」を
示している。なお、実線で示した探索は実際に探索を行
うことを示し、破線で示した探索は実際には行わないこ
とを示す。

【０１２４】図９に示す例では、まず、ステップＳ１０
００における探索処理において、探索処理部２０が符号
Ａ、Ｄで示す実際の探索を行い、次いで、ステップ１０
１０において、代用部４０が符号Ｆで示す探索で求まる
べき動きベクトルを、符号Ａ、Ｄで示す実際の探索によ
って求めた動きベクトルのいずれかで代用する処理を行
って、最後に、制御部１０が、実際に探索を行って求め
た動きベクトルと、代用によって求めた動きベクトルと
を装置外部に出力する。

【０１２５】このことをより具体的に説明すると以下の
ようになる。まず、符号ＡまたはＤで示す探索のみを実
際に行う。例えば、前述した式８または式９を用いた、
符号ＡまたはＤで示す探索によって、以下に示すベクト
ル集合Ｖ_ttまたはＶ_bbを求め、そのうちの１つを動きベ
クトルとする（ステップＳ１０００）。

【０１２６】符号Ｆで示す探索は実際には行わないた
め、図４を参照して説明したように、従来、符号Ｆで示
す探索によって求めていたｖ^F を、実際に行った符号Ａ
またはＤで示す探索によって求めた動きベクトルｖ_ttま
たはｖ_bbで代用する（ステップＳ１０１０）。

【０１２７】例えば、ｖ_tt（またはｖ_bb）＝（ｘ’，
ｙ’）とすると、ｖ^F ＝（ｘ，ｙ）は「ｖ^F ＝（ｘ，
ｙ）＝（ｘ’，２・ｙ’）」のように求める。なお、ｖ
^F の垂直成分を、ｖ_tt（またはｖ_bb）の垂直成分の２倍
にしているが、これは、ｖ_tt（またはｖ_bb）はフィール
ド上のベクトルであるのに対して、ｖ^F はフレーム上の
ベクトルであり、１フレームは２つのフィールド（ボト
ムフィールドとトップフィールド）からなっていること
を考慮したためである。

【０１２８】以上のように、この第４の実施形態によれ
ば、画像メモリ３０に記憶してある参照画像および現画
像を参照して、現画像トップ（またはボトム）フィール
ドを始点とし参照画像トップ（またはボトム）フィール
ドを終点とする探索によってフィールド動きベクトル
（ｖ_field ＝（ｘ，ｙ））を実際に求め、さらに、現画
像ＭＢに対するフレーム動きベクトル（ｖ_frame ＝
（ｘ’，ｙ’））を、求めたフィールド動きベクトル
（ｖ_field ＝（ｘ，ｙ））を用いて、ｖ_frame ＝
（ｘ’，ｙ’）＝（ｘ，２・ｙ）として求めるので、探
索に要する演算量を削減しつつ、フィールド動きベクト
ルを用いて、フレーム動きベクトルを求めることが可能
となる。しかも、フィールド動きベクトル探索は、垂直
方向に画像データを間引きした画像に対するフレーム動
きベクトル探索と見なすことができるため、フィールド
動きベクトルをフレーム動きベクトルに代用しても、画
質劣化が抑制されて動画像符号化等が行える。

【０１２９】以上説明してきたように、本発明では、参
照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部
分の探索処理によって求めたｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自
然数）の動きベクトルを用いて、ｎ個（ｎは、ｎ≧２な
る自然数）の動きベクトル（ｖ₁ ，ｖ₂ ，…，ｖ_n ）を
探索する際に、記憶手段（画像メモリ）に記憶してある
参照画像および現画像を参照して、ｍ個（ｍは、ｍ＜ｎ
なる自然数）の動きベクトル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）
を実際に探索し、さらに、残りのｋ個（ｋは、ｋ＝ｎ−
ｍなる自然数）の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，
ｖ_Kk）の夫々を、実際に探索して求めたｎ個の動きベク
トルのいずれかで代用するので、探索に要する演算量を
削減することが可能となる。

【０１３０】さらに、実際に探索したｍ個の動きベクト
ル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）の夫々の探索の始点となる
現画像と探索の終点となる参照画像との時間間隔を（ｔ
_M1，ｔ_M2，…，ｔ_Mm）とし、また、探索しないｋ個の動
きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の夫々の探索の始
点となるべき現画像と探索の終点となるべき参照画像と
の時間間隔を（ｔ_K1，ｔ_K2，…，ｔ_Kk）としたとき、探
索しないｋ個の動きベクトルｖ_Ki（１≦ｉ≦ｋ）の夫々
を、α・ｖ_Mj（ここで、α＝ｔ_Ki／ｔ_Mj、ｔ_Kiは、動き
ベクトルｖ_Kiに対する時間間隔、ｔ_Mjは、動きベクトル
ｖ_Mjに対する時間間隔、１≦ｉ≦ｋ、１≦ｊ≦ｍ、ｉお
よびｊは自然数）のいずれかで代用すれば、画像劣化を
効果的に抑制することが可能となる。

【０１３１】このように、本発明では、探索すべき総て
の動きベクトルを、実際に探索する動きベクトルと、実
際には探索しない動きベクトルとに分けて、実際には探
索しない動きベクトルを、実際に探索する動きベクトル
のいずれかで代用するため、探索回数を低減することが
可能となり、探索に要する演算量の大幅な削減を可能と
する。

【０１３２】また、動画像は連続性を有していて、時間
軸上で近接する動画像間に相関性があるため、探索の始
点が近接している場合（例えば、同一のフィールドや同
一のフレーム）には、実際には探索しない動きベクトル
を、実際に探索した動きベクトルで代用しても、画像劣
化を極めて小さく抑えることが可能となる。また、動き
ベクトル代用の際に、時間間隔を考慮した補正係数を乗
じた動きベクトルを用いることで、一層画像劣化を抑え
ることが可能になる。

【０１３３】なお、以上説明してきた各動きベクトルの
探索方法は、探索手順をプログラムとして記憶媒体に記
憶しておき、コンピュータが、このプログラムを読み取
って実行するようにすることによって実現可能である。
もちろん、以上説明してきた処理を実行するゲートアレ
ーを製造して、ハードウエアのみで処理を行う半導体回
路として実現することも可能である。

【０１３４】また、上述した動きベクトル探索装置１０
０は、ビデオサーバのような大型の情報処理装置に内蔵
して、ビデオサーバ内に設けられた動画像データ記憶部
への動画像データ保存の際に行う符号化処理に用いるこ
とや、また、ディジタルビデオカメラのような小型の電
子機器に内蔵しておいて、符号化処理に用いるなど、そ
の応用分野は多岐多方面に渡るものであり、極めて利用
価値の高い動きベクトル探索装置を提供することが可能
になる。しかも、従来に比べて、動きベクトル探索にお
ける演算量が削減されて省電力化を図ることができるの
で、省電力機能を有する電子機器の実現も可能となる。

【０１３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、ｎ個（ｍ＜ｎ）の動きベクトルを探索する
場合、記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を
参照して、ｍ個の動きベクトルを実際に探索し、さら
に、残りのｋ個（ｋ＝ｎ−ｍ）の動きベクトルの夫々
を、実際に探索して求めたｎ個の動きベクトルのいずれ
かで代用するので、探索演算量を削減してｎ個の動きベ
クトルを求めることが可能になる。

【０１３６】また、請求項２に係る発明によれば、請求
項１の効果に加えて、実際に探索したｍ個の動きベクト
ルの夫々の探索の始点となる現画像と探索の終点となる
参照画像との時間間隔と、探索しないｋ個の動きベクト
ルの夫々の探索の始点となるべき現画像と探索の終点と
なるべき参照画像との時間間隔を考慮した補正係数を、
ｋ個の動きベクトルの代用処理を行う際に用いることに
よって、画質劣化を抑えることが可能となる。

【０１３７】また、請求項３に係る発明によれば、動き
ベクトルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、動きベクトルｖ
_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に求め、さらに、動きベ
クトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、動きベクトルｖ_bb
（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求めた２個の動きベク
トル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または（ｖ_bt，ｖ_bb））のいずれ
かで代用するので、探索回数が半分になるので、演算量
を大幅に削減することが可能となる。

【０１３８】さらに、請求項４に係る発明によれば、動
きベクトルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、ベクトルｖ_tb
（またはｖ_bb）の夫々を実際に求め、さらに、動きベク
トルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、動きベクトルｖ
_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求めた２個の動きベ
クトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または（ｖ_bt，ｖ_bb））のいず
れかに、動きベクトルの探索に関する時間間隔を考慮し
た補正係数を乗じたベクトルで代用するので、画質劣化
を一層抑えることが可能となる。

【０１３９】また、請求項５に係る発明によれば、一方
の方向の動きベクトルを実際に求め、さらに、他方の方
向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクトルの符号
を反転させたベクトルで代用するので、演算量を大幅に
削減して両方向の動きベクトルを求めることが可能とな
る。

【０１４０】さらに、請求項６に係る発明によれば、一
方の方向の動きベクトルを実際に求め、さらに、他方の
方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクトルの符
号を反転させたものに動きベクトルの探索に関する時間
間隔を考慮した補正係数を乗じたベクトルで代用するの
で、演算量を大幅に削減して両方向の動きベクトルを求
めることが可能となるとともに、画質劣化を抑えること
が可能になる。

【０１４１】また、請求項７に係る発明によれば、現画
像トップ（またはボトム）フィールドを始点とし参照画
像トップ（またはボトム）フィールドを終点とする探索
によってフィールド動きベクトルを実際に求め、さら
に、現画像ＭＢに求めるべき対するフレーム動きベクト
ルを、フィールド動きベクトルを用いて求めるので、演
算量を大幅に削減してフレーム動きベクトルを求めるこ
とが可能になる。

【０１４２】さらに、請求項８に係る発明によれば、ｎ
個（ｍ＜ｎ）の動きベクトルを探索する際に、探索手段
が、記憶手段の記憶内容を参照して、ｍ個の動きベクト
ルを実際に探索し、さらに、代用処理手段が残りのｋ個
（ｋ＝ｎ−ｍ）の動きベクトルの夫々を、実際に探索し
て求めたｎ個の動きベクトルのいずれかで代用するの
で、探索演算量を削減して求めるべきｎ個の動きベクト
ルを求める装置が実現可能になる。

【０１４３】また、請求項９に係る発明によれば、ｎ個
（ｍ＜ｎ）の動きベクトルを探索する場合、記憶手段に
記憶してある参照画像および現画像を参照して、ｍ個の
動きベクトルを実際に探索する処理と、残りのｋ個の動
きベクトルの夫々を、実際に探索して求めたｎ個の動き
ベクトルのいずれかで代用する処理とを、コンピュータ
に実行させる動きベクトル探索プログラムを記憶した記
憶媒体が提供可能になる。

【０１４４】特に、請求項１０に係る発明によれば、請
求項９の効果に加えて、実際に探索したｍ個の動きベク
トルの夫々の探索の始点となる現画像と探索の終点とな
る参照画像との時間間隔と、探索しないｋ個の動きベク
トルの夫々の探索の始点となるべき現画像と探索の終点
となるべき参照画像との時間間隔を考慮した補正係数
を、ｋ個の動きベクトルの代用処理を行う際に用いるよ
うにした処理を、コンピュータに実行させる動きベクト
ル探索プログラムを記憶した記憶媒体が提供可能にな
る。

【０１４５】また、請求項１１に係る発明によれば、動
きベクトルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、動きベクトル
ｖ_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に求める処理と、動き
ベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、動きベクトルｖ
_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求めた２個の動きベ
クトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または（ｖ_bt，ｖ_bb））のいず
れかで代用する処理とを、コンピュータに実行させる動
きベクトル探索プログラムを記憶した記憶媒体が提供可
能になる。

【０１４６】さらに、請求項１２に係る発明によれば、
動きベクトルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、動きベクト
ルｖ_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に求める処理と、動
きベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、動きベクトル
ｖ_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求めた２個の動き
ベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または（ｖ_bt，ｖ_bb））のい
ずれかに、動きベクトルの探索に関する時間間隔を考慮
した補正係数を乗じたベクトルで代用する処理とを、コ
ンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラムを
記憶した記憶媒体が提供可能になる。

【０１４７】また、請求項１３に係る発明によれば、一
方の方向の動きベクトルを実際に求める処理と、他方の
方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクトルの符
号を反転させたベクトルで代用する処理とを、コンピュ
ータに実行させる動きベクトル探索プログラムを記憶し
た記憶媒体が提供可能になる。

【０１４８】さらに、請求項１４に係る発明によれば、
一方の方向の動きベクトルを実際に求める処理と、他方
の方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクトルの
符号を反転させたものに動きベクトルの探索に関する時
間間隔を考慮した補正係数を乗じたベクトルで代用する
処理とを、コンピュータに実行させる動きベクトル探索
プログラムを記憶した記憶媒体が提供可能になる。

【０１４９】また、請求項１５に係る発明によれば、現
画像トップ（またはボトム）フィールドを始点とし参照
画像トップ（またはボトム）フィールドを終点とする探
索によってフィールド動きベクトルを実際に求める処理
と、現画像ＭＢに対するフレーム動きベクトルを、求め
たフィールド動きベクトルを用いて求める処理とを、コ
ンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラムを
記憶した記憶媒体が提供可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる動きベクトル探索
装置の構成図である。

【図２】従来技術（前方向のフィールド動きベクトル探
索）の模式的説明図である。

【図３】従来技術（両方向のフレーム動きベクトル探
索）の模式的説明図である。

【図４】従来技術（前方向のフィールド動きベクトル探
索とフレーム動きベクトル探索）の模式的説明図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態（前方向のフィールド動き
ベクトル探索）の模式的説明図である。

【図６】本発明の実施の形態（前方向のフィールド動き
ベクトル探索）の模式的説明図である。

【図７】本発明の実施の形態（中間画像フィールドを用
いた動きベクトル探索）の模式的説明図である。

【図８】本発明の実施の形態（両方向のフレーム動きベ
クトル探索）の模式的説明図である。

【図９】本発明の実施の形態（前方向のフィールド動き
ベクトル探索とフレーム動きベクトル探索）の模式的説
明図である。

【図１０】本発明の実施の形態にかかる処理を説明する
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 現画像フレーム １ａ 現画像トップフィールド １ｂ 現画像ボトムフィールド ２ 参照画像フレーム ２ａ 参照画像トップフィールド ２ｂ 参照画像ボトムフィールド ３ 現画像（フレーム）ＭＢ ３ａ 現画像トップフィールドＭＢ ３ｂ 現画像ボトムフィールドＭＢ ４ 中間画像フレーム ４ａ 中間画像トップフィールド ４ｂ 中間画像ボトムフィールド ５ 後方向参照画像フレーム １０ 制御部 ２０ 探索処理部 ３０ 画像メモリ ４０ 代用部 １００ 動きベクトル探索装置

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブ
   ロック）の類似部分の探索処理によって求めたｍ個（ｍ
   は、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベクトルを用いて、ｎ個
   （ｎは、ｎ≧２なる自然数）の動きベクトル（ｖ₁ ，ｖ
   ₂ ，…，ｖ_n ）を探索する方法であって、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
   て、ｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベクトル
   （ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）を実際に探索する第１のステ
   ップと、 残りのｋ個（ｋは、ｋ＝ｎ−ｍなる自然数）の動きベク
   トル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の夫々を、実際に探索し
   て求めたｎ個の動きベクトルのいずれかで代用する第２
   のステップと、を含む動きベクトル探索方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記第２のステップは、 残りのｋ個の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の
   夫々を、実際に探索して求めたｎ個の動きベクトルのい
   ずれかで代用する際に、 実際に探索したｍ個の動きベクトル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，
   ｖ_Mm）の夫々の探索の始点となる現画像と探索の終点と
   なる参照画像との時間間隔を（ｔ_M1，ｔ_M2，…，ｔ_Mm）
   とし、また、探索しないｋ個の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ
   _K2，…，ｖ_Kk）の夫々の探索の始点となるべき現画像と
   探索の終点となるべき参照画像との時間間隔を（ｔ_K1，
   ｔ_K2，…，ｔ_Kk）としたとき、 探索しないｋ個の動きベクトルｖ_Ki（１≦ｉ≦ｋ）の夫
   々を、α・ｖ_Mj（ここで、α＝ｔ_Ki／ｔ_Mj、ｔ_Kiは、動
   きベクトルｖ_Kiに対する時間間隔、ｔ_Mjは、動きベクト
   ルｖ_Mjに対する時間間隔、１≦ｉ≦ｋ、１≦ｊ≦ｍ、ｉ
   およびｊは自然数）のいずれかで代用するステップであ
   ることを特徴とする動きベクトル探索方法。
3. 【請求項３】 前方向または後方向のフィールドに対す
   る現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部分の探索処理
   によって実際に求めた動きベクトルを用いて、実際に求
   めていない動きベクトルの探索を行う方法であって、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
   て、現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢを始
   点とし参照画像トップフィールドを終点とする探索によ
   って求まる動きベクトルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、
   現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢを始点と
   し参照画像ボトムフィールドを終点とする探索によって
   求まる動きベクトルｖ_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に
   求めるステップと、 現画像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点と
   し参照画像トップフィールドを終点とする探索によって
   求まる動きベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、現画
   像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし参
   照画像ボトムフィールドを終点とする探索によって求ま
   る動きベクトルｖ_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求
   めた２個の動きベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または
   （ｖ_bt，ｖ_bb））のいずれかで代用するステップと、を
   含む動きベクトル探索方法。
4. 【請求項４】 前方向または後方向のフィールドに対す
   る現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部分の探索処理
   によって実際に求めた動きベクトルを用いて、実際に求
   めていない動きベクトルの探索を行う方法であって、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
   て、現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢを始
   点とし参照画像トップフィールドを終点とする探索によ
   って求まる動きベクトルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、
   現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢを始点と
   し参照画像ボトムフィールドを終点とする探索によって
   求まる動きベクトルｖ_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に
   求めるステップと、 現画像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点と
   し参照画像トップフィールドを終点とする探索によって
   求める動きベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、現画
   像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし参
   照画像ボトムフィールドを終点とする探索によって求ま
   る動きベクトルｖ_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求
   めた２個の動きベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または
   （ｖ_bt，ｖ_bb））のいずれかに、動きベクトルの探索に
   関する時間間隔を考慮した補正係数を乗じたベクトルで
   代用するステップと、を含む動きベクトル探索方法。
5. 【請求項５】 参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブ
   ロック）の類似部分の探索処理によって求めた一方向の
   動きベクトルを用いて、前および後の両方向の動きベク
   トルを探索する方法であって、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
   て、一方の方向の動きベクトルを実際に求めるステップ
   と、 他方の方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクト
   ルの符号を反転させたベクトルで代用するステップと、
   を含む動きベクトル探索方法。
6. 【請求項６】 参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブ
   ロック）の類似部分の探索処理によって求めた一方向の
   動きベクトルを用いて、前および後の両方向の動きベク
   トルを探索する方法であって、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
   て、一方の方向の動きベクトルを実際に求めるステップ
   と、 他方の方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクト
   ルの符号を反転させたものに動きベクトルの探索に関す
   る時間間隔を考慮した補正係数を乗じたベクトルで代用
   するステップと、を含む動きベクトル探索方法。
7. 【請求項７】 参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブ
   ロック）の類似部分の探索処理によって求めたフィール
   ド動きベクトルを用いて、現画像ＭＢに対するフレーム
   動きベクトルを探索する方法であって、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
   て、現画像トップ（またはボトム）フィールドを始点と
   し参照画像トップ（またはボトム）フィールドを終点と
   する探索によってフィールド動きベクトル（ｖ_field ＝
   （ｘ，ｙ））を実際に求めるステップと、 現画像ＭＢに対するフレーム動きベクトル（ｖ_frame ＝
   （ｘ’，ｙ’））を、求めたフィールド動きベクトル
   （ｖ_field ＝（ｘ，ｙ））を用いて、ｖ_frame ＝
   （ｘ’，ｙ’）＝（ｘ，２・ｙ）として求めるステップ
   とを、含む動きベクトル探索方法。
8. 【請求項８】 参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブ
   ロック）の類似部分の探索処理によって求めたｍ個（ｍ
   は、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベクトルを用いて、ｎ個
   （ｎは、ｎ≧２なる自然数）の動きベクトル（ｖ₁ ，ｖ
   ₂ ，…，ｖ_n ）を探索する装置であって、 参照画像および現画像を記憶する記憶手段と、該記憶手
   段の記憶内容を参照して、ｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自然
   数）の動きベクトル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）を実際に
   探索する探索手段と、残りのｋ個（ｋは、ｋ＝ｎ−ｍな
   る自然数）の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の
   夫々を、実際に探索して求めたｎ個の動きベクトルのい
   ずれかで代用する代用処理手段と、を備える動きベクト
   ル探索装置。
9. 【請求項９】 参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロブ
   ロック）の類似部分の探索処理によって求めたｍ個（ｍ
   は、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベクトルを用いて、ｎ個
   （ｎは、ｎ≧２なる自然数）の動きベクトル（ｖ₁ ，ｖ
   ₂ ，…，ｖ_n ）を探索をコンピュータに実行させる動き
   ベクトル探索プログラムを記憶したコンピュータ読み取
   り可能な記憶媒体において、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
   て、ｍ個（ｍは、ｍ＜ｎなる自然数）の動きベクトル
   （ｖ_M1，ｖ_M2，…，ｖ_Mm）を実際に探索する第１の処理
   と、 残りのｋ個（ｋは、ｋ＝ｎ−ｍなる自然数）の動きベク
   トル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の夫々を、実際に探索し
   て求めたｎ個の動きベクトルのいずれかで代用する第２
   の処理とを、 コンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラム
   を記憶した記憶媒体。
10. 【請求項１０】 請求項９において、 前記第２の処理は、 残りのｋ個の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ_K2，…，ｖ_Kk）の
    夫々を、実際に探索して求めたｎ個の動きベクトルのい
    ずれかで代用する際に、 実際に探索したｍ個の動きベクトル（ｖ_M1，ｖ_M2，…，
    ｖ_Mm）の夫々の探索の始点となる現画像と探索の終点と
    なる参照画像との時間間隔を（ｔ_M1，ｔ_M2，…，ｔ_Mm）
    とし、また、探索しないｋ個の動きベクトル（ｖ_K1，ｖ
    _K2，…，ｖ_Kk）の夫々の探索の始点となるべき現画像と
    探索の終点となるべき参照画像との時間間隔を（ｔ_K1，
    ｔ_K2，…，ｔ_Kk）としたとき、 探索しないｋ個の動きベクトルｖ_Ki（１≦ｉ≦ｋ）の夫
    々を、α・ｖ_Mj（ここで、α＝ｔ_Ki／ｔ_Mj、ｔ_Kiは、動
    きベクトルｖ_Kiに対する時間間隔、ｔ_Mjは、動きベクト
    ルｖ_Mjに対する時間間隔、１≦ｉ≦ｋ、１≦ｊ≦ｍ、ｉ
    およびｊは自然数）のいずれかで代用する処理であるこ
    とを特徴とする動きベクトル探索プログラムを記憶した
    記憶媒体。
11. 【請求項１１】 前方向または後方向のフィールドに対
    する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部分の探索処
    理によって実際に求めた動きベクトルを用いて、実際に
    求めていない動きベクトルの探索をコンピュータに実行
    させる動きベクトル探索プログラムを記憶したコンピュ
    ータ読み取り可能な記憶媒体において、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
    て、現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢを始
    点とし参照画像トップフィールドを終点とする探索によ
    って求まる動きベクトルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、
    現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢを始点と
    し参照画像ボトムフィールドを終点とする探索によって
    求まる動きベクトルｖ_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に
    求める処理と、 現画像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点と
    し参照画像トップフィールドを終点とする探索によって
    求まる動きベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、現画
    像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし参
    照画像ボトムフィールドを終点とする探索によって求ま
    る動きベクトルｖ_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求
    めた２個の動きベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または
    （ｖ_bt，ｖ_bb））のいずれかで代用する処理とを、 コンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラム
    を記憶した記憶媒体。
12. 【請求項１２】 前方向または後方向のフィールドに対
    する現画像ＭＢ（マクロブロック）の類似部分の探索処
    理によって実際に求めた動きベクトルを用いて、実際に
    求めていない動きベクトルの探索をコンピュータに実行
    させる動きベクトル探索プログラムを記憶したコンピュ
    ータ読み取り可能な記憶媒体において、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
    て、現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢを始
    点とし参照画像トップフィールドを終点とする探索によ
    って求まる動きベクトルｖ_tt（またはｖ_bt）、および、
    現画像トップ（またはボトム）フィールドＭＢを始点と
    し参照画像ボトムフィールドを終点とする探索によって
    求まる動きベクトルｖ_tb（またはｖ_bb）の夫々を実際に
    求める処理と、 現画像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点と
    し参照画像トップフィールドを終点とする探索によって
    求める動きベクトルｖ_bt（またはｖ_tt）、および、現画
    像ボトム（またはトップ）フィールドＭＢを始点とし参
    照画像ボトムフィールドを終点とする探索によって求ま
    る動きベクトルｖ_bb（またはｖ_tb）の夫々を、実際に求
    めた２個の動きベクトル（ｖ_tt，ｖ_tb）（または
    （ｖ_bt，ｖ_bb））のいずれかに、動きベクトルの探索に
    関する時間間隔を考慮した補正係数を乗じたベクトルで
    代用する処理とを、 コンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラム
    を記憶した記憶媒体。
13. 【請求項１３】 参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロ
    ブロック）の類似部分の探索処理によって求めた一方向
    の動きベクトルを用いて行う、前および後の両方向の動
    きベクトル探索をコンピュータに実行させる動きベクト
    ル探索プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能
    な記憶媒体において、 一方の方向の動きベクトルを実際に求める処理と、 他方の方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクト
    ルの符号を反転させたベクトルで代用する処理とを、 コンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラム
    を記憶した記憶媒体。
14. 【請求項１４】 参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロ
    ブロック）の類似部分の探索処理によって求めた一方向
    の動きベクトルを用いて行う、前および後の両方向の動
    きベクトル探索をコンピュータに実行させる動きベクト
    ル探索プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能
    な記憶媒体において、 一方の方向の動きベクトルを実際に求める処理と、 他方の方向の動きベクトルを、実際に求めた動きベクト
    ルの符号を反転させたものに動きベクトルの探索に関す
    る時間間隔を考慮した補正係数を乗じたベクトルで代用
    する処理とを、 コンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラム
    を記憶した記憶媒体。
15. 【請求項１５】 参照画像に対する現画像ＭＢ（マクロ
    ブロック）の類似部分の探索処理によって求めたフィー
    ルド動きベクトルを用いて行う、現画像ＭＢに対するフ
    レーム動きベクトル探索をコンピュータに実行させる動
    きベクトル探索プログラムを記憶したコンピュータ読み
    取り可能な記憶媒体において、 記憶手段に記憶してある参照画像および現画像を参照し
    て、現画像トップ（またはボトム）フィールドを始点と
    し参照画像トップ（またはボトム）フィールドを終点と
    する探索によってフィールド動きベクトル（ｖ_field ＝
    （ｘ，ｙ））を実際に求める処理と、 現画像ＭＢに対するフレーム動きベクトル（ｖ_frame ＝
    （ｘ’，ｙ’））を、求めたフィールド動きベクトル
    （ｖ_field ＝（ｘ，ｙ））を用いて、ｖ_frame ＝
    （ｘ’，ｙ’）＝（ｘ，２・ｙ）として求める処理と
    を、 コンピュータに実行させる動きベクトル探索プログラム
    を記憶した記憶媒体。