JPH1070728A - 現フレーム予測装置 - Google Patents
現フレーム予測装置Info
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- JPH1070728A JPH1070728A JP11932397A JP11932397A JPH1070728A JP H1070728 A JPH1070728 A JP H1070728A JP 11932397 A JP11932397 A JP 11932397A JP 11932397 A JP11932397 A JP 11932397A JP H1070728 A JPH1070728 A JP H1070728A
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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
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/527—Global motion vector estimation
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- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 現フレ-ム信号を効率的に予測して、デー
タ圧縮効率を向上させ得る現フレーム予測装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明の現フレ-ム予測装置は、パニ
ングベクトルを検出するパニングベクトル検出部２２０
と、パニングベクトル及び基準フレームに基づいて、代
替可能な領域及び代替不可能な領域よりなる予測フレー
ムを決定する予測フレーム決定部２３０と、選択情報を
発生する選択制御部２４０と、第１の予測現フレーム信
号を生成する第1フレーム発生部２７０と、第２の予測
現フレーム信号を発生する第２現フレーム発生部２８０
と、選択情報に応じて、第１または第２予測現フレーム
信号を予測現フレーム信号として選択する選択部２９０
とを含む。
タ圧縮効率を向上させ得る現フレーム予測装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明の現フレ-ム予測装置は、パニ
ングベクトルを検出するパニングベクトル検出部２２０
と、パニングベクトル及び基準フレームに基づいて、代
替可能な領域及び代替不可能な領域よりなる予測フレー
ムを決定する予測フレーム決定部２３０と、選択情報を
発生する選択制御部２４０と、第１の予測現フレーム信
号を生成する第1フレーム発生部２７０と、第２の予測
現フレーム信号を発生する第２現フレーム発生部２８０
と、選択情報に応じて、第１または第２予測現フレーム
信号を予測現フレーム信号として選択する選択部２９０
とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号符号化装
置に関し、特に、現フレーム信号をより正確に予測し
て、伝送すべきデータの量をより一層減らし得る現フレ
ーム予測装置に関する。
置に関し、特に、現フレーム信号をより正確に予測し
て、伝送すべきデータの量をより一層減らし得る現フレ
ーム予測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】公知のように、ディジタル映像信号の伝
送はアナログ信号よりも高画質の映像を得ることができ
る。一連のイメージ「フレーム」からなる映像信号が、
ディジタル形態に表現される場合、とりわけ、高精細度
テレビジョンシステムの場合に、その伝送の際に大量の
データが必要となる。しかしながら、従来の伝送チャネ
ル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されているので、
その制限されたチャネルを通じて大量のディジタルデー
タを伝送するためには、伝送すべきデータの量を圧縮す
るか減らす必要がある。このために、多様な映像圧縮技
法のうち、統計的符号化技法と、時間的、空間的技法と
を組み合わせた技法、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。
送はアナログ信号よりも高画質の映像を得ることができ
る。一連のイメージ「フレーム」からなる映像信号が、
ディジタル形態に表現される場合、とりわけ、高精細度
テレビジョンシステムの場合に、その伝送の際に大量の
データが必要となる。しかしながら、従来の伝送チャネ
ル上の利用可能な周波数帯域幅は制限されているので、
その制限されたチャネルを通じて大量のディジタルデー
タを伝送するためには、伝送すべきデータの量を圧縮す
るか減らす必要がある。このために、多様な映像圧縮技
法のうち、統計的符号化技法と、時間的、空間的技法と
を組み合わせた技法、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】ほとん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、ＶＬＣ
（可変長符号化）などを用いる。動き補償ＤＰＣＭは、
現フレームとその前フレームまたは未来フレーム（即
ち、基準フレーム）との間の物体の動きを推定し、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差分信号を生成する方法であ
る。この方法は、例えば、Ｓｔａｆｆａｎ Ｅｒｉｃｓ
ｓｏｎによる、“Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ａｄａｐｔｉｖ
ｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｐ
ｒｅｄｉｃｔｉｖｅ／ＴｒａｎｓｆｏｒｍＣｏｄｉｎ
ｇ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３３， Ｎｏ．
１２（１９８５年１２月）”またはＮｉｎｏｍｉｙａ及
びＯｈｔｓｕｋａの論文“Ａ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｍｐ
ｅｎｓａｔｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｃｏｄｉｎｇ
Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｐｉ
ｃｔｕｒｅｄ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３
０， Ｎｏ．１（１９８２年１月）”に開示されてい
る。
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、ＶＬＣ
（可変長符号化）などを用いる。動き補償ＤＰＣＭは、
現フレームとその前フレームまたは未来フレーム（即
ち、基準フレーム）との間の物体の動きを推定し、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差分信号を生成する方法であ
る。この方法は、例えば、Ｓｔａｆｆａｎ Ｅｒｉｃｓ
ｓｏｎによる、“Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ａｄａｐｔｉｖ
ｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｐ
ｒｅｄｉｃｔｉｖｅ／ＴｒａｎｓｆｏｒｍＣｏｄｉｎ
ｇ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３３， Ｎｏ．
１２（１９８５年１２月）”またはＮｉｎｏｍｉｙａ及
びＯｈｔｓｕｋａの論文“Ａ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｍｐ
ｅｎｓａｔｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｃｏｄｉｎｇ
Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｐｉ
ｃｔｕｒｅｄ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３
０， Ｎｏ．１（１９８２年１月）”に開示されてい
る。
【０００４】映像データ間の空間的冗長性を減らすか、
または、それを利用する２次元ＤＣＴでは、ディジタル
映像データよりなるブロック（例えば、８×８画素ブロ
ック）を変換係数データの組に変換する。この技法はＣ
ｈｅｎ及びＰｒａｔｔの論文“Ｓｃｅｎｅ Ａｄａｐｔ
ｉｖｅ Ｃｏｄｅｒ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉ
ｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ
−３２， Ｎｏ．３（１９８４年３月）”に開示されて
いる。そのような変換係数データを量子化器、ジグザグ
走査及び可変長符号化で処理することによって、伝送す
べきデータの量をより一層効果的に圧縮することができ
る。
または、それを利用する２次元ＤＣＴでは、ディジタル
映像データよりなるブロック（例えば、８×８画素ブロ
ック）を変換係数データの組に変換する。この技法はＣ
ｈｅｎ及びＰｒａｔｔの論文“Ｓｃｅｎｅ Ａｄａｐｔ
ｉｖｅ Ｃｏｄｅｒ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉ
ｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ
−３２， Ｎｏ．３（１９８４年３月）”に開示されて
いる。そのような変換係数データを量子化器、ジグザグ
走査及び可変長符号化で処理することによって、伝送す
べきデータの量をより一層効果的に圧縮することができ
る。
【０００５】詳述すると、動き補償ＤＰＣＭでは、現フ
レーム信号が、現フレームと基準フレームとの間の動き
推定に基づいて対応する基準フレームから予測される。
そのように推定された動きは、基準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っ
て定義され得る。
レーム信号が、現フレームと基準フレームとの間の動き
推定に基づいて対応する基準フレームから予測される。
そのように推定された動きは、基準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っ
て定義され得る。
【０００６】物体の画素の変位を推定するための２つの
基本的な方法がある。その１つはブロック単位の推定方
法であり、他の１つは画素単位の推定方法である。
基本的な方法がある。その１つはブロック単位の推定方
法であり、他の１つは画素単位の推定方法である。
【０００７】ブロック単位の動き推定方法において、現
フレーム内のブロックは最適整合が検出されるまで、そ
の基準フレーム内の各ブロックと比較される。これによ
って、全ブロックに対するフレーム間変位ベクトル（こ
れは、各フレーム間で各画素のブロックがどのくらい移
動したかを表す）が伝送される現フレームに対して推定
され得る。
フレーム内のブロックは最適整合が検出されるまで、そ
の基準フレーム内の各ブロックと比較される。これによ
って、全ブロックに対するフレーム間変位ベクトル（こ
れは、各フレーム間で各画素のブロックがどのくらい移
動したかを表す）が伝送される現フレームに対して推定
され得る。
【０００８】そのようなブロックマッチング技法は、
“ＩＴＵ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔ
ａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ Ｓｔｕｄ
ｙ Ｇｒｏｕｐ １５， Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｐａｒｔｙ
１５／１ Ｅｘｐｅｒｔ‘ｓＧｒｏｕｐ ｏｎ Ｖｅ
ｒｙ Ｌｏｗ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ Ｖｉｓｕａｌ Ｔｅ
ｌｅｐｈｏｎｙ， Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｃ Ｔｅｓｔ
Ｍｏｄｅｌ， ＴＭＮ４ Ｒｅｖｌ（１９９４年１０
月２５日）”に開示されたように、フレームシーケンス
内のＰフレーム及びＢフレームを推定するのに用いられ
得る。ここで、Ｐフレーム（または、予測フレーム）
は、（基準フレームとしての）その前フレームから予測
されるフレームを表し、Ｂフレーム（または、両方向予
測フレーム）は、（基準フレームとしての）その前フレ
ーム及び後続フレームから予測される。Ｂフレームを符
号化する際には、特に、両方向動き推定技法を用いて順
方向及び逆方向の変位ベクトルを求める。ここで、順方
向の変位ベクトルは、Ｂフレームと基準フレームとして
のその前のイントラフレーム（Ｉフレーム）または予測
フレーム（Ｐフレーム）との間の物体動きを推定して得
られ、逆方向変位ベクトルは、Ｂフレームと、基準フレ
ームとしてのその後続ＩフレームまたはＰフレームとに
基づいて求められる。
“ＩＴＵ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔ
ａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ Ｓｔｕｄ
ｙ Ｇｒｏｕｐ １５， Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｐａｒｔｙ
１５／１ Ｅｘｐｅｒｔ‘ｓＧｒｏｕｐ ｏｎ Ｖｅ
ｒｙ Ｌｏｗ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ Ｖｉｓｕａｌ Ｔｅ
ｌｅｐｈｏｎｙ， Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｃ Ｔｅｓｔ
Ｍｏｄｅｌ， ＴＭＮ４ Ｒｅｖｌ（１９９４年１０
月２５日）”に開示されたように、フレームシーケンス
内のＰフレーム及びＢフレームを推定するのに用いられ
得る。ここで、Ｐフレーム（または、予測フレーム）
は、（基準フレームとしての）その前フレームから予測
されるフレームを表し、Ｂフレーム（または、両方向予
測フレーム）は、（基準フレームとしての）その前フレ
ーム及び後続フレームから予測される。Ｂフレームを符
号化する際には、特に、両方向動き推定技法を用いて順
方向及び逆方向の変位ベクトルを求める。ここで、順方
向の変位ベクトルは、Ｂフレームと基準フレームとして
のその前のイントラフレーム（Ｉフレーム）または予測
フレーム（Ｐフレーム）との間の物体動きを推定して得
られ、逆方向変位ベクトルは、Ｂフレームと、基準フレ
ームとしてのその後続ＩフレームまたはＰフレームとに
基づいて求められる。
【０００９】ブロックマッチング技法では、現フレーム
内の各探索ブロックに対する動きベクトルを求めるた
め、現フレーム内の探索ブロックと、基準フレーム内の
一般により大きい探索領域に含まれており、各々が同一
な大きさを有する複数の候補ブロックの各々との間の類
似度の計算が行われる。平均絶対エラーや平均二乗エラ
ーのようなエラー関数が、現フレーム内の探索ブロック
と探索領域内の候補ブロックのうち何れか１つとの間の
類似度の計算が行うのに用いられる。また、動きベクト
ルは、探索ブロックと最小のエラー、つまり差分をもた
らす候補ブロックとの間の変位として定義される。各動
きベクトルは符号化された後、動き補償符号化方法を用
いて伝送器の伝送チャネルを通じて受話器に送られる。
受信器では、伝送された動きベクトルを用いて現フレー
ムを再構成する。
内の各探索ブロックに対する動きベクトルを求めるた
め、現フレーム内の探索ブロックと、基準フレーム内の
一般により大きい探索領域に含まれており、各々が同一
な大きさを有する複数の候補ブロックの各々との間の類
似度の計算が行われる。平均絶対エラーや平均二乗エラ
ーのようなエラー関数が、現フレーム内の探索ブロック
と探索領域内の候補ブロックのうち何れか１つとの間の
類似度の計算が行うのに用いられる。また、動きベクト
ルは、探索ブロックと最小のエラー、つまり差分をもた
らす候補ブロックとの間の変位として定義される。各動
きベクトルは符号化された後、動き補償符号化方法を用
いて伝送器の伝送チャネルを通じて受話器に送られる。
受信器では、伝送された動きベクトルを用いて現フレー
ムを再構成する。
【００１０】動き補償ＤＰＣＭにおいて、ほとんどの周
囲画面または背景画面は動かずにフレームシーケンスの
動きが物体上で局所的または微細に生じるか、または、
例えばカメラパニングの場合のような単純な並進運動の
みを行うことがあり得る。その場合、フレームシーケン
スの実際値と予測値との間には差が発生し得る。従っ
て、同一な変位を有する複数の動きベクトルが発生する
ことになる。しかし、動き補償符号化方法においては、
同一な変位を有する全ての動きベクトルを伝送する前に
符号化されるので、データ圧縮システムの効率の低下が
もたらされるという不都合がある。
囲画面または背景画面は動かずにフレームシーケンスの
動きが物体上で局所的または微細に生じるか、または、
例えばカメラパニングの場合のような単純な並進運動の
みを行うことがあり得る。その場合、フレームシーケン
スの実際値と予測値との間には差が発生し得る。従っ
て、同一な変位を有する複数の動きベクトルが発生する
ことになる。しかし、動き補償符号化方法においては、
同一な変位を有する全ての動きベクトルを伝送する前に
符号化されるので、データ圧縮システムの効率の低下が
もたらされるという不都合がある。
【００１１】
【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、現フレーム信号を効果的に予測して、ディジタ
ル映像信号圧縮システムのデータ圧縮効率を向上させ得
る現フレーム予測装置を提供することにある。
目的は、現フレーム信号を効果的に予測して、ディジタ
ル映像信号圧縮システムのデータ圧縮効率を向上させ得
る現フレーム予測装置を提供することにある。
【００１２】
【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、映像信号符号化システムに用い
られ、一連のフレームよりなる映像信号に含まれる現フ
レームと基準フレームとに基づいて予測現フレーム信号
を求める現フレーム予測装置であって、前記現フレーム
と前記基準フレームとの間の空間的変位を表すパニング
ベクトル（panning vector）を検出するパニングベクト
ル検出手段と、前記パニングベクトル及び前記基準フレ
ームに基づいて、前記基準フレームから選択された画素
値を有する代替可能な領域と画素値を全く有しない代替
不可能な領域とを有する予測フレームを決定する予測フ
レーム決定手段と、前記パニングベクトルの大きさと基
準値とを比較して、選択情報を発生する選択情報発生手
段と、前記予測フレーム内の前記代替可能な領域な領域
に属する画素値を前記代替不可能な領域に移動させて、
第１の予測現フレーム信号を生成する第１予測現フレー
ム信号生成手段と、前記パニングベクトル、前記現フレ
ーム信号及び前記基準フレーム信号に基づき、前記代替
不可能な領域に対してブロックマッチング技法を用い
て、第２予測現フレーム信号を生成する第２予測現フレ
ーム信号生成手段と、前記選択情報に応じて、前記第１
の予測現フレーム信号または前記第２予測現フレーム信
号の何れかを前記予測現フレーム信号として選択する予
測現フレーム信号選択手段とを含むことを特徴とする現
フレーム予測装置が提供される。
めに、本発明によれば、映像信号符号化システムに用い
られ、一連のフレームよりなる映像信号に含まれる現フ
レームと基準フレームとに基づいて予測現フレーム信号
を求める現フレーム予測装置であって、前記現フレーム
と前記基準フレームとの間の空間的変位を表すパニング
ベクトル（panning vector）を検出するパニングベクト
ル検出手段と、前記パニングベクトル及び前記基準フレ
ームに基づいて、前記基準フレームから選択された画素
値を有する代替可能な領域と画素値を全く有しない代替
不可能な領域とを有する予測フレームを決定する予測フ
レーム決定手段と、前記パニングベクトルの大きさと基
準値とを比較して、選択情報を発生する選択情報発生手
段と、前記予測フレーム内の前記代替可能な領域な領域
に属する画素値を前記代替不可能な領域に移動させて、
第１の予測現フレーム信号を生成する第１予測現フレー
ム信号生成手段と、前記パニングベクトル、前記現フレ
ーム信号及び前記基準フレーム信号に基づき、前記代替
不可能な領域に対してブロックマッチング技法を用い
て、第２予測現フレーム信号を生成する第２予測現フレ
ーム信号生成手段と、前記選択情報に応じて、前記第１
の予測現フレーム信号または前記第２予測現フレーム信
号の何れかを前記予測現フレーム信号として選択する予
測現フレーム信号選択手段とを含むことを特徴とする現
フレーム予測装置が提供される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例につい
て図面を参照しながらより詳しく説明する。
て図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１４】図１は、本発明による映像信号符号化シス
テムを示すブロック図で、入力映像信号はフレーム再配
列ブロック１００に供給される。図７に例示的に示した
ように、入力映像信号は１つのイントラフレーム（Ｉフ
レーム）、３つの両方向予測フレーム（Ｂフレーム）Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３及び３つの予測フレーム（Ｐフレーム）
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３からなるフレームシーケンスから構成
される。かくして、フレームシーケンスはＩ１、Ｂ１、
Ｐ１、Ｂ２、Ｐ２、Ｂ３、Ｐ３からなり、フレーム再配
列ブロック１００に供給される。このフレーム再配列ブ
ロック１００では、Ｂフレームに対する両方向予測フレ
ーム信号を生成するため、フレームシーケンスは例え
ば、Ｉ１、Ｂ１、Ｐ１、Ｂ２、Ｐ２、Ｂ３、Ｐ３の再配
列映像信号に再び配列される。その後、再配列映像信号
はフレーム格納ブロック９００にフレーム単位で供給さ
れる。
テムを示すブロック図で、入力映像信号はフレーム再配
列ブロック１００に供給される。図７に例示的に示した
ように、入力映像信号は１つのイントラフレーム（Ｉフ
レーム）、３つの両方向予測フレーム（Ｂフレーム）Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３及び３つの予測フレーム（Ｐフレーム）
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３からなるフレームシーケンスから構成
される。かくして、フレームシーケンスはＩ１、Ｂ１、
Ｐ１、Ｂ２、Ｐ２、Ｂ３、Ｐ３からなり、フレーム再配
列ブロック１００に供給される。このフレーム再配列ブ
ロック１００では、Ｂフレームに対する両方向予測フレ
ーム信号を生成するため、フレームシーケンスは例え
ば、Ｉ１、Ｂ１、Ｐ１、Ｂ２、Ｐ２、Ｂ３、Ｐ３の再配
列映像信号に再び配列される。その後、再配列映像信号
はフレーム格納ブロック９００にフレーム単位で供給さ
れる。
【００１５】フレーム格納ブロック９００は受け取った
各フレーム信号を格納し、格納していたフレーム信号を
ラインＬ１０を介して、現フレーム信号として動き補償
ブロック２００に供給すると共に、現フレーム信号をブ
ロック単位で第１スイッチ７５０へ供給する。ここで、
現フレーム信号は、Ｎ×Ｍ個の画素値を有する複数のブ
ロックに分けられＮ及びＭは各々正の整数である。
各フレーム信号を格納し、格納していたフレーム信号を
ラインＬ１０を介して、現フレーム信号として動き補償
ブロック２００に供給すると共に、現フレーム信号をブ
ロック単位で第１スイッチ７５０へ供給する。ここで、
現フレーム信号は、Ｎ×Ｍ個の画素値を有する複数のブ
ロックに分けられＮ及びＭは各々正の整数である。
【００１６】図１に示したように、映像信号符号化シス
テムは、フレーム符号化モードに従って切替えられる第
１〜第３スイッチ７５０、７７０、８５０を備えてい
る。第１及び第２スイッチ７５０、７７０は、２つの符
号化モード、即ち、イントラフレーム符号化モード及び
インタフレーム符号化モードを選択的に行うため、従来
のシステム制御器（例えは マイクロプロセッサ（図示
せず））からの第１フレームモード制御信号ＳＣ１によ
って駆動される。詳述すると、第１スイッチ７５０はイ
ントラフレーム符号化モードの際はラインＬ７０に接続
されインタフレーム符号化モードの際にはラインＬ８０
に接続される。また、第２スイッチ７７０は、第１フレ
ームモード制御信号ＳＣ１に応動してイントラフレーム
符号化モードの際はオフにされ、インタフレーム符号化
モードの際にはオンにされる。一方、第３スイッチ８５
０は、第２フレームモード制御信号ＳＣ２に応じて、現
フレームがＰフレームまたはＩフレームである場合に
は、オンにされ、現フレームがＢフレ-ムである場合に
はオフにされる。これらのスイッチ７５０、７７０、８
５０は、上述のように動作するものであり、以下、これ
に関する説明は省略する。
テムは、フレーム符号化モードに従って切替えられる第
１〜第３スイッチ７５０、７７０、８５０を備えてい
る。第１及び第２スイッチ７５０、７７０は、２つの符
号化モード、即ち、イントラフレーム符号化モード及び
インタフレーム符号化モードを選択的に行うため、従来
のシステム制御器（例えは マイクロプロセッサ（図示
せず））からの第１フレームモード制御信号ＳＣ１によ
って駆動される。詳述すると、第１スイッチ７５０はイ
ントラフレーム符号化モードの際はラインＬ７０に接続
されインタフレーム符号化モードの際にはラインＬ８０
に接続される。また、第２スイッチ７７０は、第１フレ
ームモード制御信号ＳＣ１に応動してイントラフレーム
符号化モードの際はオフにされ、インタフレーム符号化
モードの際にはオンにされる。一方、第３スイッチ８５
０は、第２フレームモード制御信号ＳＣ２に応じて、現
フレームがＰフレームまたはＩフレームである場合に
は、オンにされ、現フレームがＢフレ-ムである場合に
はオフにされる。これらのスイッチ７５０、７７０、８
５０は、上述のように動作するものであり、以下、これ
に関する説明は省略する。
【００１７】イントラフレーム符号化モードでは、フレ
ーム格納ブロック９００から取り出されたイントラフレ
ーム信号（例えば、Ｉ１フレーム信号）は、現フレーム
信号としてラインＬ７０を介して映像信号符号化器４０
０に直接に送られる。
ーム格納ブロック９００から取り出されたイントラフレ
ーム信号（例えば、Ｉ１フレーム信号）は、現フレーム
信号としてラインＬ７０を介して映像信号符号化器４０
０に直接に送られる。
【００１８】この映像信号符号化器４００において、現
フレーム信号は、例えば、離散的コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）及び公知の量子化方法のうちの何れか１つを用いて
量子化変換係数の組に符号化される。その後、量子化変
換係数はエントロピー符号化器６００及び映像信号符号
化器５００に供給される。
フレーム信号は、例えば、離散的コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）及び公知の量子化方法のうちの何れか１つを用いて
量子化変換係数の組に符号化される。その後、量子化変
換係数はエントロピー符号化器６００及び映像信号符号
化器５００に供給される。
【００１９】エントロピー符号化器６００において、映
像信号符号化器４００からの量子化変換係数は、例え
ば、可変長符号化技法を用いて符号化された後、符号化
映像信号として伝送器（図示せず）を通じて伝送され
る。
像信号符号化器４００からの量子化変換係数は、例え
ば、可変長符号化技法を用いて符号化された後、符号化
映像信号として伝送器（図示せず）を通じて伝送され
る。
【００２０】一方、映像信号符号化器５００は、映像信
号符号化器４００からの量子化変換係数を、逆量子化及
び逆離散的コサイン変換を用いて再構成イントラフレー
ム信号に再び変換する。映像信号符号化器５００からの
再構成イントラフレーム信号は格納ブロック３００に基
準フレーム信号として格納される。この格納ブロック３
００は、各々ラインＬ２０及びＬ３０を介して動き補償
ブロック２００に接続された２つのフレームメモリ３１
０及び３２０を備えている。
号符号化器４００からの量子化変換係数を、逆量子化及
び逆離散的コサイン変換を用いて再構成イントラフレー
ム信号に再び変換する。映像信号符号化器５００からの
再構成イントラフレーム信号は格納ブロック３００に基
準フレーム信号として格納される。この格納ブロック３
００は、各々ラインＬ２０及びＬ３０を介して動き補償
ブロック２００に接続された２つのフレームメモリ３１
０及び３２０を備えている。
【００２１】インタフレーム符号化モードでは、即ち、
現フレームが予測フレームである場合は、現フレーム信
号は、ラインＬ１０を介してフレーム単位で動き補償ブ
ロック２００に供給され、第１スイッチ７５０を通じて
ブロック単位で減算器７００に供給される。
現フレームが予測フレームである場合は、現フレーム信
号は、ラインＬ１０を介してフレーム単位で動き補償ブ
ロック２００に供給され、第１スイッチ７５０を通じて
ブロック単位で減算器７００に供給される。
【００２２】動き補償ブロック２００では、現フレーム
信号（即ち、予測フレーム）が格納ブロック３００に格
納された基準フレーム信号に基づいて予測され、予測現
フレーム信号が出力される。このような予測過程におい
ては、前述したようにＰフレームはその前フレームから
予測される一方、Ｂフレームはその両側に位置する２つ
のフレームから予測される。例えば、現フレームがＰ１
フレームである場合、その前フレーム（即ち、再配列さ
れた映像信号におけるＩ１フレーム）が基準フレームと
して用いられる。一方、現フレームがＢ１フレームであ
る場合には、両側フレーム（即ち、Ｉ１フレーム及びＰ
１フレーム）がその基準フレームとして用いられる。
信号（即ち、予測フレーム）が格納ブロック３００に格
納された基準フレーム信号に基づいて予測され、予測現
フレーム信号が出力される。このような予測過程におい
ては、前述したようにＰフレームはその前フレームから
予測される一方、Ｂフレームはその両側に位置する２つ
のフレームから予測される。例えば、現フレームがＰ１
フレームである場合、その前フレーム（即ち、再配列さ
れた映像信号におけるＩ１フレーム）が基準フレームと
して用いられる。一方、現フレームがＢ１フレームであ
る場合には、両側フレーム（即ち、Ｉ１フレーム及びＰ
１フレーム）がその基準フレームとして用いられる。
【００２３】図２には、本発明による動き補償ブロック
２００の詳細なブロック図が示されている。この動き補
償ブロック２００は、パニングベクトル（panning vect
or）決定部２２０、フレーム決定部２３０、選択制御部
２４０、ブロック形成部２５０、ブロック整合部２６
０、第１フレーム発生部２７０、第２フレーム発生部２
８０及び選択部２９０からなる。以下、動き補償ブロッ
ク２００を構成している各部について説明する。
２００の詳細なブロック図が示されている。この動き補
償ブロック２００は、パニングベクトル（panning vect
or）決定部２２０、フレーム決定部２３０、選択制御部
２４０、ブロック形成部２５０、ブロック整合部２６
０、第１フレーム発生部２７０、第２フレーム発生部２
８０及び選択部２９０からなる。以下、動き補償ブロッ
ク２００を構成している各部について説明する。
【００２４】最初、ラインＬ１０を介してフレーム格納
ブロック９００から取り出された現フレーム信号は、パ
ニングベクトル決定部２２０及びブロック形成部２５０
に供給される。また、ラインＬ２０及び／またはライン
Ｌ８０を介して格納ブロック３００から取り出された基
準フレーム信号はパニングベクトル決定部２２０、予測
フレーム決定部２３０及びブロック整合部２６０に各々
入力される。
ブロック９００から取り出された現フレーム信号は、パ
ニングベクトル決定部２２０及びブロック形成部２５０
に供給される。また、ラインＬ２０及び／またはライン
Ｌ８０を介して格納ブロック３００から取り出された基
準フレーム信号はパニングベクトル決定部２２０、予測
フレーム決定部２３０及びブロック整合部２６０に各々
入力される。
【００２５】パニングベクトル決定部２２０では、現フ
レームと最適に整合する基準フレームが求められるま
で、基準フレームを現フレームに沿ってシフトさせるこ
とによって、最適の整合位置にある基準フレームと現フ
レームとの間の空間的変位を表すパニングベクトルを決
定する。このように最適整合となるようにシフトされる
基準フレームと現フレームとの間の空間的変位は、２つ
のフレームの重複領域に属する対応する各画素値間の最
小エラー即ち差分をもたらし、これが現フレームのパニ
ングベクトルとして決定される。上記エラーは、基準フ
レームと現フレームとの間の類似度を測定するため用い
られる平均絶対エラーまたは平均二乗エラーとして定義
される。
レームと最適に整合する基準フレームが求められるま
で、基準フレームを現フレームに沿ってシフトさせるこ
とによって、最適の整合位置にある基準フレームと現フ
レームとの間の空間的変位を表すパニングベクトルを決
定する。このように最適整合となるようにシフトされる
基準フレームと現フレームとの間の空間的変位は、２つ
のフレームの重複領域に属する対応する各画素値間の最
小エラー即ち差分をもたらし、これが現フレームのパニ
ングベクトルとして決定される。上記エラーは、基準フ
レームと現フレームとの間の類似度を測定するため用い
られる平均絶対エラーまたは平均二乗エラーとして定義
される。
【００２６】例えば、図３に示したように、上記過程
で、現フレームＣＦがPフレームである場合、現フレー
ムＣＦと前フレームＰＦとの間の空間的変位ＦＭＶ１が
現フレームＣＦのパニングベクトルとして決定される。
一方、Ｂフレームが現フレームとして与えられる場合に
は、逆方向変位ベクトルＢＭＶ１と順方向変位ベクトル
ＦＭＶ１とのうち、より小さいエラー値を有するフレー
ムに対応する動きベクトルが現フレームＣＦのパニング
ベクトルとして決定される。ここで、ＢＭＶ１は現フレ
ームＣＦとその後続フレームＳＦとの間の空間的変位を
表し、ＦＭＶ１は現フレームＣＦとその前フレームＰＦ
との間の空間的変位を表す。以下、説明の便宜上、ＦＭ
Ｖ１が現フレームＣＦのパニングベクトルであると仮定
する。
で、現フレームＣＦがPフレームである場合、現フレー
ムＣＦと前フレームＰＦとの間の空間的変位ＦＭＶ１が
現フレームＣＦのパニングベクトルとして決定される。
一方、Ｂフレームが現フレームとして与えられる場合に
は、逆方向変位ベクトルＢＭＶ１と順方向変位ベクトル
ＦＭＶ１とのうち、より小さいエラー値を有するフレー
ムに対応する動きベクトルが現フレームＣＦのパニング
ベクトルとして決定される。ここで、ＢＭＶ１は現フレ
ームＣＦとその後続フレームＳＦとの間の空間的変位を
表し、ＦＭＶ１は現フレームＣＦとその前フレームＰＦ
との間の空間的変位を表す。以下、説明の便宜上、ＦＭ
Ｖ１が現フレームＣＦのパニングベクトルであると仮定
する。
【００２７】パニングベクトル決定部２２０から生成さ
れたパニングベクトルＦＭＶ１はラインＬ５０に、予測
フレーム決定部２３０、ブロック形成部２５０、ブロッ
ク整合部２６０及び選択制御部２４０に各々供給され
る。
れたパニングベクトルＦＭＶ１はラインＬ５０に、予測
フレーム決定部２３０、ブロック形成部２５０、ブロッ
ク整合部２６０及び選択制御部２４０に各々供給され
る。
【００２８】図4に示したように、予測フレーム決定部
２３０は基準フレーム（即ち、前フレームＰＦ）をパニ
ングベクトルＦＭＶ１の分だけシフトさせることによっ
て、「代替可能な領域」と「代替不可能な領域」とを有
する予測フレームを生成する。図中で参照番号１０と示
されている「代替可能な領域」は基準フレームによって
カバーされる現フレームの一部分に対応する領域を表
す。一方、図中で符号２０を付して示した「代替不可能
な領域」は、現フレームの残り部分に対応する領域を表
す。代替可能な領域１０は前フレームＰＦから取り出さ
れた画素値を有し代替不可能な領域２０は画素値を全く
有していない。また、代替可能な領域１０と代替不可能
な領域２０との間には境界Ｂ０が存在する。予測フレー
ム決定部２８０から取り出された予測フレームは、選択
制御部２４０、第１フレーム発生部２７０及び第２フレ
ーム発生部２８０に送られる。
２３０は基準フレーム（即ち、前フレームＰＦ）をパニ
ングベクトルＦＭＶ１の分だけシフトさせることによっ
て、「代替可能な領域」と「代替不可能な領域」とを有
する予測フレームを生成する。図中で参照番号１０と示
されている「代替可能な領域」は基準フレームによって
カバーされる現フレームの一部分に対応する領域を表
す。一方、図中で符号２０を付して示した「代替不可能
な領域」は、現フレームの残り部分に対応する領域を表
す。代替可能な領域１０は前フレームＰＦから取り出さ
れた画素値を有し代替不可能な領域２０は画素値を全く
有していない。また、代替可能な領域１０と代替不可能
な領域２０との間には境界Ｂ０が存在する。予測フレー
ム決定部２８０から取り出された予測フレームは、選択
制御部２４０、第１フレーム発生部２７０及び第２フレ
ーム発生部２８０に送られる。
【００２９】選択制御部２４０は図２に示したように、
分散計算器２４１、第１コンパレータ２４２、第２コン
パレータ２４３及び選択信号発生器２４４を備えてい
る。まず、この予測フレーム決定部２３０からの予測フ
レームは、初めに選択制御部２４０内の分散計算器２４
１に供給される。
分散計算器２４１、第１コンパレータ２４２、第２コン
パレータ２４３及び選択信号発生器２４４を備えてい
る。まず、この予測フレーム決定部２３０からの予測フ
レームは、初めに選択制御部２４０内の分散計算器２４
１に供給される。
【００３０】図４を再び参照すれは、分散計算器２４１
は代替可能な領域１０内の境界領域１０′に含まれた画
素値の分散を計算する。この境界領域１０′は代替可能
な領域１０と、境界Ｂ０を代替可能な領域１０へＬ個
（Ｌは正の整数）の画素だけ水平垂直方向にシフトして
形成された領域との間のギャップを表す。この分散は、 ｆ（１）＋ｆ（２）＋…＋ｆ（ｎ）＝Σ［ｋ＝１，ｎ］
ｆ（ｋ）のように表すものとすると、次式 σD 2＝−１／ＫΣ［ｉ＝１，Ｋ］（ Ｄi − ＤM ）2 で定義される。ここで、 σD 2：画素値の分散 Ｄi：前記境界領域に含まれた各画素値（ｉは正の整
数） ＤM：前記境界領域に含まれた前記各画素値の平均値 Ｋ：前記境界領域内の画素数 である。
は代替可能な領域１０内の境界領域１０′に含まれた画
素値の分散を計算する。この境界領域１０′は代替可能
な領域１０と、境界Ｂ０を代替可能な領域１０へＬ個
（Ｌは正の整数）の画素だけ水平垂直方向にシフトして
形成された領域との間のギャップを表す。この分散は、 ｆ（１）＋ｆ（２）＋…＋ｆ（ｎ）＝Σ［ｋ＝１，ｎ］
ｆ（ｋ）のように表すものとすると、次式 σD 2＝−１／ＫΣ［ｉ＝１，Ｋ］（ Ｄi − ＤM ）2 で定義される。ここで、 σD 2：画素値の分散 Ｄi：前記境界領域に含まれた各画素値（ｉは正の整
数） ＤM：前記境界領域に含まれた前記各画素値の平均値 Ｋ：前記境界領域内の画素数 である。
【００３１】コンパレータ２４２は、このように求めら
れた分散を、予め定められた閾値ＴＨ１と比較して、第
１または第２比較信号を第２コンパレータ２４３に供給
する。分散が予め定められた閾値ＴＨ１以上である場合
には、第１比較信号ＣＯＭ１が生成され、そうでない場
合には、第２比較信号ＣＯＭ２が出力される。そのよう
な分散によって、両比較信号ＣＯＭ１またはＣＯＭ２が
境界領域１０′内の画素値の分布の複雑さを求めるのに
測定値として用いられ得る。つまり、第１比較信号ＣＯ
Ｍ１が生成される場合、境界領域１０′内の画素値の分
布の複雑さは第２比較信号ＣＯＭ２の場合に比べて高い
ということに注目されたい。
れた分散を、予め定められた閾値ＴＨ１と比較して、第
１または第２比較信号を第２コンパレータ２４３に供給
する。分散が予め定められた閾値ＴＨ１以上である場合
には、第１比較信号ＣＯＭ１が生成され、そうでない場
合には、第２比較信号ＣＯＭ２が出力される。そのよう
な分散によって、両比較信号ＣＯＭ１またはＣＯＭ２が
境界領域１０′内の画素値の分布の複雑さを求めるのに
測定値として用いられ得る。つまり、第１比較信号ＣＯ
Ｍ１が生成される場合、境界領域１０′内の画素値の分
布の複雑さは第２比較信号ＣＯＭ２の場合に比べて高い
ということに注目されたい。
【００３２】第２コンパレータ２４３は、現フレームの
フレーム形態（ＦＴ）、即ち、ＰフレームまたはＢフレ
ームの何れであるかに基づいて生成された第２フレーム
モード制御信号ＳＣ２に応じて、第１または第２比較信
号に基づき、表１に例示されているような基準値を決定
する。
フレーム形態（ＦＴ）、即ち、ＰフレームまたはＢフレ
ームの何れであるかに基づいて生成された第２フレーム
モード制御信号ＳＣ２に応じて、第１または第２比較信
号に基づき、表１に例示されているような基準値を決定
する。
【００３３】
【表１】
【００３４】上記表１に示すように、Ｐフレームの基準
値がＢフレームの基準値より大きく、基準値は分散値が
減少することにつれて増加する。即ち、第２比較信号Ｃ
ＯＭ２の基準値が第１比較信号ＣＯＭ２より大きい。従
って、前述したように、現フレームがＰフレームである
場合、表１の２番目の行に位置する値が選択され、基準
値は両比較信号ＣＯＭ１またはＣＯＭ２によって決定さ
れる。
値がＢフレームの基準値より大きく、基準値は分散値が
減少することにつれて増加する。即ち、第２比較信号Ｃ
ＯＭ２の基準値が第１比較信号ＣＯＭ２より大きい。従
って、前述したように、現フレームがＰフレームである
場合、表１の２番目の行に位置する値が選択され、基準
値は両比較信号ＣＯＭ１またはＣＯＭ２によって決定さ
れる。
【００３５】その後、表１に従って選択された基準値は
選択信号発生器２４４に供給され、パニングベクトル決
定部２２０から出力されたパニングベクトルＦＭＶ１の
大きさと比較され、第１比較信号ＳＳ１または第２比較
信号ＳＳ２を選択部２９０へ供給する。パニングベクト
ルの大きさが基準値以上である場合、第１選択信号ＳＳ
１が発生され、そうでない場合には第２選択信号ＳＳ２
が発生される。
選択信号発生器２４４に供給され、パニングベクトル決
定部２２０から出力されたパニングベクトルＦＭＶ１の
大きさと比較され、第１比較信号ＳＳ１または第２比較
信号ＳＳ２を選択部２９０へ供給する。パニングベクト
ルの大きさが基準値以上である場合、第１選択信号ＳＳ
１が発生され、そうでない場合には第２選択信号ＳＳ２
が発生される。
【００３６】一方、本発明の好適実施例によれば、第１
フレーム発生部２７０は予測フレーム決定部２３０から
の予測フレーム信号に基づいて、第１の予測現フレーム
信号を生成する。図５を参照すれは、パディング領域２
０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び代替可能な領域１０から構成
される第１の予測現フレームが示されている。ここで、
第１パディング領域２０Ａは、垂直境界Ｂ１に沿って位
置する各画素値を図４内の代替不可能な領域２０に水平
に移動即ちパディングすることによって定めされ、第２
パディング領域２０Ｂは、水平境界Ｂ２に沿って位置す
る各画素値を垂直にパディングすることにより定められ
る。一方、第３パディング領域２０Ｃは第１パディング
領域２０Ａの下側にある画素値と第２パディング領域２
０Ｂの左側にある画素値とを平均して求められた画素値
によって満たされる。この第１の予測現フレーム信号は
選択部２９０に供給される。
フレーム発生部２７０は予測フレーム決定部２３０から
の予測フレーム信号に基づいて、第１の予測現フレーム
信号を生成する。図５を参照すれは、パディング領域２
０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び代替可能な領域１０から構成
される第１の予測現フレームが示されている。ここで、
第１パディング領域２０Ａは、垂直境界Ｂ１に沿って位
置する各画素値を図４内の代替不可能な領域２０に水平
に移動即ちパディングすることによって定めされ、第２
パディング領域２０Ｂは、水平境界Ｂ２に沿って位置す
る各画素値を垂直にパディングすることにより定められ
る。一方、第３パディング領域２０Ｃは第１パディング
領域２０Ａの下側にある画素値と第２パディング領域２
０Ｂの左側にある画素値とを平均して求められた画素値
によって満たされる。この第１の予測現フレーム信号は
選択部２９０に供給される。
【００３７】上記の過程において、ブロック形成部２５
０はパニングベクトル決定部２２０からのパニングベク
トルＦＭＶ１及びラインＬ１０を介して供給された現フ
レーム信号に基づいて、整合プロセスの際に用いられる
探索ブロックを検出する。
０はパニングベクトル決定部２２０からのパニングベク
トルＦＭＶ１及びラインＬ１０を介して供給された現フ
レーム信号に基づいて、整合プロセスの際に用いられる
探索ブロックを検出する。
【００３８】ブロック整合部２６０は格納ブロック３０
０からの基準フレーム信号に基づいて、該探索ブロック
に対応する動きベクトル及び図４の予測フレーム内の代
替不可能な領域２０を満たす画素値を検出する。
０からの基準フレーム信号に基づいて、該探索ブロック
に対応する動きベクトル及び図４の予測フレーム内の代
替不可能な領域２０を満たす画素値を検出する。
【００３９】図６を参照すれば、図４に示した予測フレ
ーム内の代替不可能な領域２０に対する動きベクトル検
出過程を説明するための模式図が示されている。
ーム内の代替不可能な領域２０に対する動きベクトル検
出過程を説明するための模式図が示されている。
【００４０】本発明の実施例によれば、代替不可能な領
域２０は各々が異なる大きさを有し得る複数の領域、例
えば、図６Ａに示したように、３つの領域Ａ、Ｂ、Ｃに
分けられる。各領域Ａ、Ｂ、Ｃに対応する探索ブロック
は現フレームから選択され各分割領域及びそれに対応す
る探索ブロックは１つのフレーム内で、それぞれ同一の
位置に存在する。各領域Ａ、Ｂ、Ｃに対する探索ブロッ
クはブロック整合部２６０に順に供給される。
域２０は各々が異なる大きさを有し得る複数の領域、例
えば、図６Ａに示したように、３つの領域Ａ、Ｂ、Ｃに
分けられる。各領域Ａ、Ｂ、Ｃに対応する探索ブロック
は現フレームから選択され各分割領域及びそれに対応す
る探索ブロックは１つのフレーム内で、それぞれ同一の
位置に存在する。各領域Ａ、Ｂ、Ｃに対する探索ブロッ
クはブロック整合部２６０に順に供給される。
【００４１】一方、本発明の他の好適実施例によれば、
代替不可能な領域２０は図６Ｂに示したように、代替不
可能な領域２０をカバーする複数の同一の大きさの探索
ブロックによって表される。ここで、各探索ブロックは
Ｈ×Ｖ個の画素値（Ｈ及びＶは正の整数）を有する。同
一の大きさの各探索ブロックは図６Ａに用いられたよう
な方法にて、現フレームから検出される。この同一の大
きさの各探索ブロックはブロック単位でブロック整合部
２６０に供給される。
代替不可能な領域２０は図６Ｂに示したように、代替不
可能な領域２０をカバーする複数の同一の大きさの探索
ブロックによって表される。ここで、各探索ブロックは
Ｈ×Ｖ個の画素値（Ｈ及びＶは正の整数）を有する。同
一の大きさの各探索ブロックは図６Ａに用いられたよう
な方法にて、現フレームから検出される。この同一の大
きさの各探索ブロックはブロック単位でブロック整合部
２６０に供給される。
【００４２】ブロック整合２６０は、ブロック形成部２
５０からの探索ブロック及び格納ブロック３００からの
基準フレーム信号を用いて、公知の各ブロック整合技法
を用いてブロック整合プロセスを実行することによっ
て、各探索ブロックに対応する複数の動きベクトルを検
出する。動きベクトルが検出されると、ブロック整合部
２６０は基準フレーム信号に基づき、動きベクトルによ
って決定された各画素値によってカバーされた、補償さ
れた代替不可能な領域を生成する。ブロック整合プロセ
スがＢフレームに対して行われる場合に、パニングベク
トルがＢフレームの前フレームによって求められる場合
には、Ｂフレームに対応する基準フレームが前フレーム
及び後続フレームを含んでいるため、ブロック整合プロ
セスは、Ｂフレームの後続フレームに基づいて実行され
る。かくして、検出された動きベクトルはラインＬ５０
上に、補償された代替不可能な領域は第２フレーム発生
部２８０に各々出力される。
５０からの探索ブロック及び格納ブロック３００からの
基準フレーム信号を用いて、公知の各ブロック整合技法
を用いてブロック整合プロセスを実行することによっ
て、各探索ブロックに対応する複数の動きベクトルを検
出する。動きベクトルが検出されると、ブロック整合部
２６０は基準フレーム信号に基づき、動きベクトルによ
って決定された各画素値によってカバーされた、補償さ
れた代替不可能な領域を生成する。ブロック整合プロセ
スがＢフレームに対して行われる場合に、パニングベク
トルがＢフレームの前フレームによって求められる場合
には、Ｂフレームに対応する基準フレームが前フレーム
及び後続フレームを含んでいるため、ブロック整合プロ
セスは、Ｂフレームの後続フレームに基づいて実行され
る。かくして、検出された動きベクトルはラインＬ５０
上に、補償された代替不可能な領域は第２フレーム発生
部２８０に各々出力される。
【００４３】第２フレーム発生部２８０においては、予
測フレーム決定部２３０からの予測フレーム信号と補償
された代替不可能な領域とが組み合わせられて、第２の
予測現フレーム信号として選択部２９０に供給される。
この際、予測フレーム内の代替可能な領域と補償された
代替不可能な領域との間に重複エリアがある場合、重複
エリアにおいて補償された代替不可能な領域に属する画
素値は捨てられる。
測フレーム決定部２３０からの予測フレーム信号と補償
された代替不可能な領域とが組み合わせられて、第２の
予測現フレーム信号として選択部２９０に供給される。
この際、予測フレーム内の代替可能な領域と補償された
代替不可能な領域との間に重複エリアがある場合、重複
エリアにおいて補償された代替不可能な領域に属する画
素値は捨てられる。
【００４４】選択部２９０は、選択信号発生器２４４か
らの選択信号に応じて第１の予測現フレーム信号または
第２の予測現フレーム信号を選択し、選択されたフレー
ム信号を予測現フレームとしてラインＬ６０に供給す
る。第１選択信号ＳＳ１が選択部２９０に入力された場
合には第２予測現フレーム信号が、第２選択信号ＳＳ２
が入力された場合には第１予測現フレーム信号が、予測
現フレーム信号として選択される。
らの選択信号に応じて第１の予測現フレーム信号または
第２の予測現フレーム信号を選択し、選択されたフレー
ム信号を予測現フレームとしてラインＬ６０に供給す
る。第１選択信号ＳＳ１が選択部２９０に入力された場
合には第２予測現フレーム信号が、第２選択信号ＳＳ２
が入力された場合には第１予測現フレーム信号が、予測
現フレーム信号として選択される。
【００４５】図１を再度参照すれば、減算器７００に
て、予測現フレーム信号はラインＬ８０上の現フレーム
信号から減算され、その結果データ、即ち、差分画素値
を表すエラー信号は映像信号符号化器４００に供給され
る。ここで、エラー信号は、例えば、ＤＣＴ及び周知の
量子化方法のうちの何れか１つを用いて量子化変換係数
の組に符号化される。しかる後、量子化変換係数の組は
エントロピー符号化器６００及び映像信号復号化器５０
０に各々伝送される。
て、予測現フレーム信号はラインＬ８０上の現フレーム
信号から減算され、その結果データ、即ち、差分画素値
を表すエラー信号は映像信号符号化器４００に供給され
る。ここで、エラー信号は、例えば、ＤＣＴ及び周知の
量子化方法のうちの何れか１つを用いて量子化変換係数
の組に符号化される。しかる後、量子化変換係数の組は
エントロピー符号化器６００及び映像信号復号化器５０
０に各々伝送される。
【００４６】エントロピー符号化器６００において、量
子化変換係数の組はラインＬ５０を介して動き補償ブロ
ック２００から供給されたパニングベクトル及び動きベ
クトルと共に符号化された後、符号化映像信号として伝
送器（図示せず）を通じて伝送される。
子化変換係数の組はラインＬ５０を介して動き補償ブロ
ック２００から供給されたパニングベクトル及び動きベ
クトルと共に符号化された後、符号化映像信号として伝
送器（図示せず）を通じて伝送される。
【００４７】一方、映像信号復号化器５００は、逆量子
化及び逆離散的コサイン変換を用いて、量子化変換係数
を再構成エラー信号に変換する。映像信号復号化器５０
０からの再構成エラー信号と動き補償ブロック２００か
ら第２スイッチ７７０を介した予測現フレーム信号とは
加算器８００にて組み合わせられて、再構成フレーム信
号を供給する。上述したように、再構成フレーム信号
は、現フレームがＩフレームまたはＰフレームである場
合のみ第３スイッチ８５０を通じて格納ブロック３００
に供給されて、その内に基準フレーム信号として格納さ
れる。即ち、現フレームがＢフレームである場合には、
再構成フレーム信号は捨てられる。
化及び逆離散的コサイン変換を用いて、量子化変換係数
を再構成エラー信号に変換する。映像信号復号化器５０
０からの再構成エラー信号と動き補償ブロック２００か
ら第２スイッチ７７０を介した予測現フレーム信号とは
加算器８００にて組み合わせられて、再構成フレーム信
号を供給する。上述したように、再構成フレーム信号
は、現フレームがＩフレームまたはＰフレームである場
合のみ第３スイッチ８５０を通じて格納ブロック３００
に供給されて、その内に基準フレーム信号として格納さ
れる。即ち、現フレームがＢフレームである場合には、
再構成フレーム信号は捨てられる。
【００４８】格納ブロック３００は、例えば、図１に示
したように、直列に接続された２つのフレームメモリ３
１０及び３２０を有する。従って、加算器８００からの
再構成フレーム信号は、最初、例えば、第１フレームメ
モリ３２０に格納され、次いでラインＬ３０を介して基
準フレーム信号として動き補償ブロック２００に供給さ
れ、また、次の再構成フレーム信号が加算器８００から
第1フレームメモリ３２０に入力されると、フレーム単
位で第２フレームメモリ３１０に送られる。かくして、
Ｐフレームに対するインタフレーム符号化モードの際
に、フレームメモリ３１０に格納された再構成フレーム
信号は基準フレーム信号としてラインＬ２０を介して動
き補償ブロック２００に供給されＢフレームに対しては
第２フレームメモリ３１０に格納された再構成フレーム
信号はラインＬ２０を介して、第１フレームメモリ３２
０に格納された再構成フレーム信号はラインＬ８０を介
して各々フレーム信号として動き補償ブロック２００に
供給される。
したように、直列に接続された２つのフレームメモリ３
１０及び３２０を有する。従って、加算器８００からの
再構成フレーム信号は、最初、例えば、第１フレームメ
モリ３２０に格納され、次いでラインＬ３０を介して基
準フレーム信号として動き補償ブロック２００に供給さ
れ、また、次の再構成フレーム信号が加算器８００から
第1フレームメモリ３２０に入力されると、フレーム単
位で第２フレームメモリ３１０に送られる。かくして、
Ｐフレームに対するインタフレーム符号化モードの際
に、フレームメモリ３１０に格納された再構成フレーム
信号は基準フレーム信号としてラインＬ２０を介して動
き補償ブロック２００に供給されＢフレームに対しては
第２フレームメモリ３１０に格納された再構成フレーム
信号はラインＬ２０を介して、第１フレームメモリ３２
０に格納された再構成フレーム信号はラインＬ８０を介
して各々フレーム信号として動き補償ブロック２００に
供給される。
【００４９】上記のプロセスは、映像信号符号化の動作
が行われる間順次繰り返される。
が行われる間順次繰り返される。
【００５０】上記において、本発明の好適な実施の形態
について説明したが、本発明の請求の範囲を逸脱するこ
となく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
について説明したが、本発明の請求の範囲を逸脱するこ
となく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００５１】
【発明の効果】従って、本発明によれば、予測現フレー
ム信号がフレーム差分信号、探索ブロックに対するパニ
ングベクトル及び動きベクトルによって再構成され得、
動きベクトルが予測フレーム内の代替不可能な領域のみ
で検出されるので、伝送すべき動きベクトルのデータの
量をより一層減らすことができる。
ム信号がフレーム差分信号、探索ブロックに対するパニ
ングベクトル及び動きベクトルによって再構成され得、
動きベクトルが予測フレーム内の代替不可能な領域のみ
で検出されるので、伝送すべき動きベクトルのデータの
量をより一層減らすことができる。
【図１】本発明による映像信号符号化システムの概略的
なブロック図である。
なブロック図である。
【図２】本発明による図１の動き補償ブロックの詳細な
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】異なる空間的変位による３つの連続フレームを
示した模式図である。
示した模式図である。
【図４】基準値を求める過程を説明するための模式図で
ある。
ある。
【図５】本発明に基づいて、境界パディングプロセスを
説明するための模式図である。
説明するための模式図である。
【図６】図６Ａ及び６Ｂよりなり、各々、予測フレーム
内の代替不可能な領域に対する動きベクトル検出過程を
説明するための模式図である。
内の代替不可能な領域に対する動きベクトル検出過程を
説明するための模式図である。
【図７】フレームシーケンスを示した模式図である。
１０ 代替可能な領域 １０′ 境界領域 ２０ 代替不可能な領域 ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ パディング領域 １００ フレーム再配列ブロック ２００ 動き補償ブロック ２２０ パニングベクトル決定部 ２３０ 予測フレーム決定部 ２４０ 選択制御部 ２４１ 分散計算部 ２４２ コンパレータ ２４３ 第２コンパレータ ２４４ 選択信号発生部 ２５０ ブロック形成部 ２６０ブロック整合部 ２７０ 第1フレーム発生部 ２８０ 第２フレーム発生部 ２９０ 選択部 ３００ 格納ブロック ３１０ 第２フレームメモリ ３２０ 第１フレームメモリ ４００ 映像信号符号化器 ５００ 映像信号復号化器 ６００ エントロピー符号化器 ７００ 減算器 ７５０、７７０、８５０ スイッチ ８００ 加算器 ９００ フレーム格納ブロック ＳＣ１、ＳＣ２ フレームモード制御信号 ＣＦ 現フレーム ＰＦ 前フレーム ＳＦ 後続フレーム ＢＭＶ１ 逆方向変位ベクトル ＦＭＶ１ 順方向変位ベクトル Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２ 境界
Claims (9)
- 【請求項１】 映像信号符号化システムに用いられ、
一連のフレームよりなる映像信号に含まれる現フレーム
と基準フレームとに基づいて予測現フレーム信号を求め
る現フレーム予測装置であって、 前記現フレームと前記基準フレームとの間の空間的変位
を表すパニングベクトル（panning vector）を検出する
パニングベクトル検出手段と、 前記パニングベクトル及び前記基準フレームに基づい
て、前記基準フレームから選択された画素値を有する代
替可能な領域と画素値を全く有しない代替不可能な領域
とを有する予測フレームを決定する予測フレーム決定手
段と、 前記パニングベクトルの大きさと基準値とを比較して、
選択情報を発生する選択情報発生手段と、 前記予測フレーム内の前記代替可能な領域な領域に属す
る画素値を前記代替不可能な領域に移動させて、第１の
予測現フレーム信号を生成する第１予測現フレーム信号
生成手段と、 前記パニングベクトル、前記現フレーム信号及び前記基
準フレーム信号に基づき、前記代替不可能な領域に対し
てブロックマッチング技法を用いて、第２予測現フレー
ム信号を生成する第２予測現フレーム信号生成手段と、 前記選択情報に応じて、前記第１の予測現フレーム信号
または前記第２予測現フレーム信号の何れかを前記予測
現フレーム信号として選択する予測現フレーム信号選択
手段とを含むことを特徴とする現フレーム予測装置。 - 【請求項２】 前記現フレームが、予測フレーム（Ｐ
フレーム）である場合、前記現フレームはその前フレー
ムから前記基準フレームとして予測されることを特徴と
する請求項１に記載の現フレーム予測装置。 - 【請求項３】 前記現フレームが、両方向予測フレー
ム（Ｂフレーム）である場合、前記現フレームはその前
フレーム及びその後続フレームから前記基準フレームと
して予測されることを特徴とし、 前記パニングベクトル検出手段が、 前記現フレームとその前フレームとの間の空間的変位を
表す順方向変位ベクトルを検出する順方向変位ベクトル
検出手段と、 前記現フレームとその後続フレームとの間の空間的変位
を表す逆方向変位ベクトルを検出する逆方向変位ベクト
ル検出手段と、 最小のエラーを有するフレームに対応する前記変位ベク
トルを前記パニングベクトルとして発生するパニングベ
クトル発生手段であって、前記前フレーム及び前記後続
フレームに対するエラーは、前記現フレームと前記前フ
レームまたは前記後続フレームとの間の類似度の測定に
用いられる平均絶対エラーまたは平均二乗エラーとして
定義される、該パニングベクトル発生手段とを有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の現フレーム予測装置。 - 【請求項４】 前記選択情報発生手段が、 前記代替可能な領域内の境界領域にある各画素値の分散
を計算する画素値分散計算手段であって、前記境界領域
は、前記代替可能な領域と、前記代替可能な領域と前記
代替不可能な領域との間の境界線を前記代替可能な領域
へＬ個の画素（Ｌは正の整数）だけシフトさせることに
よって形成された領域との間のギャップを表す、前記画
素値分散計算手段と、 前記分散と予め定められた閾値とを比較して、前記分散
が前記閾値以上である場合は第１比較信号を出力し、前
記分散が前記閾値未満である場合には第２比較信号を発
生する比較信号発生手段と、 前記第１比較信号または第２比較信号に基づいて、前記
基準値を決定する基準値決定手段と、 前記パニングベクトルの大きさと前記基準値とを比較し
て、前記選択情報を生成する選択情報生成手段とを備え
ることを特徴とする請求項２または３に記載の現フレー
ム予測装置。 - 【請求項５】 前記分散が、 σD 2を画素値の分散とし、 Ｄiを前記境界領域に含まれた各画素値とし（ｉは正の
整数）、 ＤMを前記境界領域に含まれた前記各画素値の平均値と
し、 Ｋを前記境界領域内の画素数とし、 ｆ（１）＋ｆ（２）＋…＋ｆ（ｎ）＝Σ［ｋ＝１，ｎ］
ｆ（ｋ）のように表すものとすると、 σD 2＝−１／ＫΣ［ｉ＝１，Ｋ］（ Ｄi − ＤM ）2 なる式で求められることを特徴とする請求項４に記載の
現フレーム予測装置。 - 【請求項６】 前記第１比較信号に対する前記基準値
が、前記第２比較信号による基準値未満になるように定
められることを特徴とする請求項５に記載の現フレーム
予測装置。 - 【請求項７】 前記第２予測現フレーム信号発生手段
が、 前記代替不可能な領域をカバーする前記現フレームの一
部分を検出する代替不可能な領域検出手段と、 前記代替不可能な領域を、各々が複数の画素を有する複
数の探索ブロックに分割するブロック分割手段と、 前記基準フレームに基づいて、前記複数の探索ブロック
に対して前記ブロックマッチング技法を施すことによっ
て、前記探索ブロックに対応する画素値を検出する画素
値検出手段と、 前記代替可能な領域と前記代替不可能な領域に対応する
前記探索ブロックに対する前記画素値とを組み合わせ
て、前記第２予測現フレーム信号を発生する予測現フレ
ーム信号発生手段とを有することを特徴とする請求項６
に記載の現フレーム予測装置。 - 【請求項８】 前記各探索ブロックが、Ｈ×Ｖ個（Ｈ
及びＶは正の整数）の画素値を有する同一の大きさのブ
ロックとして定義されることを特徴とする請求項７に記
載の現フレーム予測装置。 - 【請求項９】 前記選択情報が第１または第２選択信
号を含み、前記第１の予測現フレーム信号が、前記パニ
ングベクトルの大きさが前記基準値以上である場合に発
生する前記第１選択信号によって選択され、前記第２予
測現フレーム信号が、前記パニングベクトルの大きさが
前記基準値未満である場合に発生する前記第２選択信号
によって選択されることを特徴とする請求項８に記載の
現フレーム予測装置。
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3938972B2 JP3938972B2 (ja) | 2007-06-27 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3938972B2 (ja) |
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| CN (1) | CN1111336C (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008225591A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | カメラワーク検出方法，装置，プログラムおよびその記録媒体 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2004126474A (ja) * | 2002-10-07 | 2004-04-22 | Sharp Corp | 表示装置の駆動方法、表示装置、および、そのプログラム |
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-
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-
1997
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- 1997-05-09 JP JP11932397A patent/JP3938972B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-09 US US08/853,945 patent/US5862261A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008225591A (ja) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | カメラワーク検出方法，装置，プログラムおよびその記録媒体 |
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