JPH11146396A - 動画像圧縮符号化・復号化方法、動画像圧縮符号化・復号化装置、動画像符号化伝送方法、動画像符号化伝送システムおよび動画像圧縮符号化・復号化プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＨＤＴＶ等の高精細画像データの圧縮符号化
を高速に処理でき、かつＳ／Ｎ比対符号量の高い圧縮符
号化が可能な動画像圧縮符号化方法を提供する。 【解決手段】 複数のフレーム画像をフレーム内の水平
軸、垂直軸およびフレーム間方向の時間軸で分割して３
次元ブロックに分割する第１のステップと、第１のステ
ップで分割された各３次元ブロックを水平軸、垂直軸お
よび時間軸に対して垂直な平面で分割して２次元平面ブ
ロック群に分割する第２のステップと、第２のステップ
で分割された各２次元平面ブロック群を圧縮符号化する
第３のステップと、第３のステップで圧縮符号化した時
に発生する発生符号量を比較する第４のステップと、第
４のステップでの比較結果に基づいて、発生符号量が最
小となる水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割
方向と、その分割方向に対応する圧縮符号化データとを
出力する第５のステップとを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像圧縮符号化
・復号化方法、動画像圧縮符号化・復号化装置、動画像
符号化伝送方法、動画像符号化伝送システムおよび動画
像圧縮符号化・復号化プログラムを記録した記録媒体に
係わり、特に、ディジタル動画像を時間軸を含む３次元
ブロックに分割し、ディジタル動画像を高効率に圧縮・
伝送する際に有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】代表的なディジタル動画像の圧縮符号化
法として、所謂、Ｍｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧなどのフレー
ム内符号化のみ行う方法や、ＭＰＥＧ等に代表される、
フレーム内符号化と動き補償によるフレーム間予測符号
化を組み合わせたハイブリッド符号化法が広く用いられ
ている。

【０００３】フレーム内符号化のみ行う方法は、図１０
に示すように、１フレーム内の画像データ（以下、フレ
ーム画像と称する。）１０１を、Ｎ×Ｎ画素からなる２
次元ブロック１０２に分割し、この個々の２次元ブロッ
ク１０２に対して、変換器１０３でＤＣＴ（離散コサイ
ン変換）等の直交変換を施す。その変換係数を量子化器
１０４で量子化し、符号化器１０５で可変長符号などを
用いて符号化し、伝送路を介して復号化装置に送信す
る。このフレーム内符号化のみ行う方法は、処理が２次
元ブロック単位に単純化されており、直交変換処理に時
間を要するだけで、全体として高速に処理が可能であ
る。

【０００４】一方、ハイブリッド符号化法では、任意の
フレーム間隔のフレーム画像（図１１の１１４）はフレ
ーム内符号化が行われ、その他のフレーム画像（図１１
の１１５）は、時間方向の冗長成分を圧縮するために、
動き補償によるフレーム間予測符号化が行われる。この
場合に、フレーム内符号化では、図１１に示すスイッチ
（ＳＷ）がオフとされ、フレーム画像１０１はフレーム
内符号化手段１１２でフレーム内符号化される。一方、
フレーム間予測符号化では、スイッチ（ＳＷ）がオンと
され、フレーム内符号化手段１１２の出力から予測画像
作成手段１１３で予測画像が作成され、また、減算器１
１１でこの予測画像とフレーム画像１０１との差分が取
られ、この差分画像がフレーム内符号化手段１１２でフ
レーム内符号化される。

【０００５】この動き補償によるフレーム間予測符号化
の原理を図１２を用いて説明する。先ず、現フレーム１
２１を２次元ブロックに分割し、個々のブロックの次フ
レーム１２３における移動先をブロックマッチングによ
って抽出し、その移動方向と大きさとで表現される動き
ベクトルと呼ばれるベクトルで表す。例えば、図１２に
示すブロック１２２の次フレーム１２３における移動先
のブロック１２４をブロックマッチングによって抽出
し、その移動方向と大きさを動きベクトル１２５として
抽出する。次に、この動きベクトル１２５を基に現フレ
ーム１２１の２次元ブロックを移動させ、次フレーム１
２３の予測画像１２６を作成する。次に、作成した予測
画像１２６と実際の次フレーム１２３との差分画像１２
７を作成し、差分画像１２７と動きベクトル１２５とを
符号化器１２８で符号化し、伝送路を介して復号化装置
に送信する。この際、差分画像１２７は２次元ブロック
に分割され、２次元ブロックそれぞれに対しＤＣＴ等の
直交変換が施され、その変換係数を量子化して可変長符
号などを用いて符号化される。このようにハイブリッド
符号化法は時間方向の冗長成分も圧縮し、動きのある画
像に対しても適応でき、圧縮効率が高い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
１０に示すフレーム内符号化のみ行う方法では、各フレ
ームが独立して符号化されるため、時間方向の冗長成分
は全く圧縮されておらず、圧縮効率が悪いという問題点
があった。例えば、ほとんど動きがない動画像の場合、
前後のフレームは類似しており、相関が高くなってい
る。このような場合でも、フレーム毎に独立して符号化
されるため、フレーム間の相関を利用する動画像圧縮法
に比べて圧縮効率は非常に悪くなる。

【０００７】一方、前記図１１、図１２に示すハイブリ
ッド符号化法では、動き補償によるフレーム間予測符号
化が行われるが、この動き補償によるフレーム間予測符
号化における動きベクトルの抽出は、多くのブロックマ
ッチングを繰り返すことから、全体としての処理量は膨
大になるという問題点があった。実際、ＨＤＴＶなど画
像データが非常に多くなる場合、リアルタイムの符号化
はソフトウェア的な処理は勿論、ハードウェアによる実
現も困難となっている。さらに、この動きベクトルの抽
出はブロック単位で行われ、かつブロックの平行移動で
近似される。そのため、例えば、ズームや回転など複雑
な動きを含む画像の場合、予測画像の誤差が大きくな
り、Ｓ／Ｎ比対符号量の高い復号画像を得ることができ
ないという問題点もあった。

【０００８】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、動画像
圧縮符号化方法および動画像圧縮符号化装置において、
ＨＤＴＶやＨＤＴＶ以上の高精細画像データの圧縮符号
化を高速に処理でき、かつＳ／Ｎ比対符号量の高い圧縮
符号化が可能となる技術を提供することにある。

【０００９】また、本発明の他の目的は、動画像復号化
方法および動画像復号化装置において、前記動画像圧縮
符号化方法により符号化された動画像データの復号化
を、高速に処理することが可能となる技術を提供するこ
とにある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、動画像符号化
伝送方法および動画像符号化伝送システムにおいて、Ｈ
ＤＴＶやＨＤＴＶ以上の高精細画像データの圧縮符号化
・復号化を高速に処理でき、かつＳ／Ｎ比対符号量の高
い圧縮符号化が可能となる技術を提供することにある。

【００１１】また、本発明の他の目的は、コンピュータ
に前記動画像圧縮符号化・復号化方法を実行させるため
の動画像圧縮符号化・復号化プログラムを記録した記録
媒体を提供することにある。

【００１２】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。

【００１４】即ち、本発明は、フレーム画像をフレーム
内の水平軸および垂直軸とフレーム間の時間軸からなる
３次元ブロックに分割し、その３次元ブロックを水平
軸、垂直軸および時間軸に対して垂直な平面で分割して
複数の２次元平面ブロックから成る２次元平面ブロック
群に分割し、当該各２次元平面ブロック群を圧縮符号化
した時に、その発生符号量が最小となる水平軸、垂直軸
あるいは時間軸の何れかの分割方向と、その分割方向に
対応する圧縮符号化データとを出力することを特徴とす
る。

【００１５】また、本発明は、入力される圧縮符号化デ
ータを復号し、復号されたデータを複数の２次元平面ブ
ロックから成る２次元平面ブロック群に変換し、入力さ
れる分割方向に基づきその２次元平面ブロック群を並べ
て３次元ブロックに変換し、さらに、その３次元ブロッ
クを合成して各フレーム画像に変換することを特徴とす
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１７】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。

【００１８】図２ないし図４は、本実施の形態の動画像
圧縮符号化方法を説明するための図である。まず、始め
に、本発明の実施の形態の動画像圧縮符号化方法つい
て、図２〜図４を用いて説明する。本実施の形態では、
図２に示すように、複数のフレーム画像２１から構成さ
れるディジタル動画像２０を、フレーム内の水平軸、フ
レーム内の垂直軸およびフレーム間方向の時間軸で分割
して３次元ブロック２２に分割する。この３次元ブロッ
ク２２は、図２ではＮ×Ｎ×Ｎ画素で構成されるが、こ
の３次元ブロック２２は、必ずしも、Ｎ×Ｎ×Ｎ画素で
構成される必要はない。

【００１９】次に、この３次元ブロック２２を、水平
軸、垂直軸および時間軸に対して垂直な平面で分割して
複数の２次元平面ブロックから成る２次元平面ブロック
群（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）に分割し、この個々の２
次元平面ブロック群（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）をそれ
ぞれ２次元平面ブロック符号化手段（２４ａ，２４ｂ，
２４ｃ）で圧縮符号化する。次に、この個々の２次元平
面ブロック群を圧縮符号化した時の発生符号量を、符号
量比較手段２５で比較し、最小の符号量となる水平軸、
垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割方向と、その分割
方向に対応する圧縮符号化データを符号化データ選択手
段２６で選択して、復号化装置に伝送路を介して送信す
る。

【００２０】例えば、図３に示すように、フレーム画像
の各ブロックが、フレーム１ないしフレーム４と変化す
るものとする。ここで、静止画像領域（図３に示す◆が
付されたブロック）３２は、水平軸または垂直軸に対し
て垂直な平面で分割して複数の２次元平面ブロックから
成る２次元平面ブロック群（２３ａ，２３ｂ）に分割し
た時に、２次元平面ブロックにおける空間周波数の高域
成分が最も少なくなり、発生符号量が最小となる。即
ち、静止画像領域３２では、主に時間方向の冗長性を圧
縮している。一方、動画像領域（図３に示す●、■、
▲、×等が付されたブロック）３１に対しては、時間軸
に対して垂直な平面で分割して複数の２次元平面ブロッ
クから成る２次元平面ブロック群（２３ｃ）に分割し、
フレーム内の冗長成分を圧縮する。

【００２１】このように、本実施の形態では、発生符号
量が最小となる分割方向で分割することで、静止画像領
域３２と動画像領域３１に対して適応的に符号化処理を
行っており、Ｓ／Ｎ比対符号量の高い動画像圧縮符号化
が可能となる。

【００２２】図１は、本実施の形態の動画像圧縮符号化
方法の処理手順を示すブロック図である。同図に示すよ
うに、本実施の形態の動画像圧縮符号化方法において
は、始めに、複数のフレーム画像１１から構成されるデ
ィジタル動画像１０を、フレーム内の水平軸、フレーム
内の垂直軸およびフレーム間方向の時間軸で分割して３
次元ブロック（図２に示す２２）に分割する（ステップ
１２）。次に、この３次元ブロックを水平軸、垂直軸お
よび時間軸に対して垂直な平面で分割して複数の２次元
平面ブロックから成る２次元平面ブロック群（図２に示
す２３ａ，２３ｂ，２３ｃ）に分割し（ステップ１
３）、この個々の２次元平面ブロック群を圧縮符号化す
る（ステップ１４）。このステップ１４の圧縮符号化と
しては、図１０と同様、２次元平面ブロック単位に、Ｄ
ＣＴ等の直交変換を施し、その変換係数を量子化し、さ
らに、可変長符号などを用いて符号化を行う。この場合
に、この符号化データは、一次元データからなる符号化
データである。

【００２３】次に、ステップ１４における、水平軸、垂
直軸および時間軸に対して垂直に分割された２次元平面
ブロック群を圧縮符号化した時の発生符号量を比較し、
最小の符号量となる水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何
れかの分割方向と、その分割方向に対応する圧縮符号化
データを伝送路等に出力する（ステップ１５）。なお、
ステップ１５において、最小の符号量となる水平軸、垂
直軸あるいは時間軸の何れかの分割方向は、符号化処理
（ステップ１６）が施され、その符号化データが出力さ
れる。

【００２４】本実施の形態の動画像圧縮符号化方法にお
いては、各フレーム画像の静止画像領域と動画像領域と
を適応的に符号化しているため、発生符号量が抑制さ
れ、かつ高画質で符号化することができる。また、前記
図１０に示すフレーム内符号化のみ行う方法と同様に、
符号化処理がブロック単位に単純化されているので、直
交変換処理などの符号化処理に時間を要するだけで、全
体として高速な処理が可能である。例えば、符号化時に
は、各分割方向の発生符号量を比較するので、フレーム
内符号化のみ行う方法と比較して約３倍の処理時間を要
するが、計算量の多い動き補償を用いたハイブリッド符
号化と比較すると約１／１０以下の処理時間であり、高
速な符号化処理が可能である。このように、本実施の形
態によれば、高速処理が可能で、かつＳ／Ｎ比対符号量
の高い動画像圧縮符号化が可能である。

【００２５】図５は、本実施の形態の動画像復号化方法
の処理手順を示すブロック図である。同図に示すよう
に、本実施の形態の動画像復号化方法においては、始め
に、圧縮符号化データを受信し、２次元平面ブロック群
に変換する（ステップ５１）。このステップ５１は、受
信した圧縮符号化データと分割方向とを復号化するステ
ップ５２と、復号された圧縮符号化データを２次元平面
ブロック群に変換するステップ５３とで構成される。次
に、ステップ５２で復号された分割方向に基づき、ステ
ップ５３で変換された２次元平面ブロック群を並べて３
次元ブロックに変換する（ステップ５４）。次に、ステ
ップ５４で変換された３次元ブロックを合成し（ステッ
プ５５）、複数のフレーム画像５６を構成する。

【００２６】本実施の形態の動画像復号化方法において
は、分割方向の情報を利用して３次元ブロックに変換す
るため、各３次元ブロックあたり１回の復号化処理で済
み、従来のフレーム内符号化のみ行う方法と同等の処理
時間で復号化処理を行うことが可能となる。このよう
に、本実施の形態の動画像復号化方法においては、本実
施の形態の動画像符号化のように、各３次元ブロックあ
たり３回の符号化処理が必要ないので、復号化処理を高
速に行うことが可能である。

【００２７】図６は、本実施の形態の動画像圧縮符号化
装置の概略構成を示すブロック図である。同図に示すよ
うに、本実施の形態の動画像圧縮符号化装置は、バッフ
ァメモリ６１を有し、複数のフレーム画像１１は、一旦
このバッファメモリ６１に格納される。バッファメモリ
６１に格納された複数のフレーム画像１１から構成され
るディジタル動画像１０は、３次元ブロック分割装置６
２により、フレーム内の水平軸、フレーム内の垂直軸お
よびフレーム間方向の時間軸で分割され３次元ブロック
に分割される。

【００２８】３次元ブロック分割装置６２で分割された
３次元ブロックは、２次元平面ブロック分割装置６３
で、水平軸、垂直軸および時間軸に対して垂直な平面で
分割され２次元平面ブロック群に分割される。ここで、
２次元平面ブロック分割装置６３は、３次元ブロック分
割装置６２で分割された３次元ブロックを水平軸に対し
て垂直な平面で分割して２次元平面ブロック群に分割す
る２次元平面ブロック分割装置（⊥水平軸）６３ａと、
３次元ブロック分割装置６２で分割された３次元ブロッ
クを垂直軸に対して垂直な平面で分割して２次元平面ブ
ロック群に分割する２次元平面ブロック分割装置（⊥垂
直軸）６３ｂと、３次元ブロック分割装置６２で分割さ
れた３次元ブロックを時間軸に対して垂直な平面で分割
して２次元平面ブロック群に分割する２次元平面ブロッ
ク分割装置（⊥時間軸）６３ｃとで構成される。

【００２９】各２次元平面ブロック分割装置（６３ａ，
６３ｂ，６３ｃ）で分割された各２次元平面ブロック群
は、圧縮符号化装置６４で圧縮符号化される。この圧縮
符号化装置６４は、２次元平面ブロック分割装置（⊥水
平軸）６３ａで分割された２次元平面ブロック群を圧縮
符号化する圧縮符号化装置（⊥水平軸）６４ａと、２次
元平面ブロック分割装置（⊥垂直軸）６３ｂで分割され
た２次元平面ブロック群を圧縮符号化する圧縮符号化装
置（⊥垂直軸）６４ｂと、２次元平面ブロック分割装置
（⊥時間軸）６３ｃで分割された２次元平面ブロック群
を圧縮符号化する圧縮符号化装置（⊥時間軸）６４ｃと
で構成される。

【００３０】符号化データ選択出力装置６５は、各圧縮
符号化装置（６４ａ，６４ｂ，６４ｃ）からの圧縮符号
化データ、即ち、３次元ブロックを水平軸、垂直軸およ
び時間軸に垂直な平面で分割した２次元平面ブロック群
を圧縮符号化した時の発生符号量を比較し、最小の符号
量となる水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割
方向と、その分割方向に対応する圧縮符号化データを伝
送路等に出力する。この符号化データ選択出力装置６５
は、各圧縮符号化装置（６４ａ，６４ｂ，６４ｃ）から
の圧縮符号化データ、即ち、３次元ブロックを水平軸、
垂直軸および時間軸に垂直な面で分割した２次元平面ブ
ロック群を圧縮符号化した時の発生符号量を比較し、最
小の符号量となる圧縮符号化データを選択する符号量比
較装置６６と、最小の符号量となる水平軸、垂直軸ある
いは時間軸の何れかの分割方向を符号化する符号化装置
６７とで構成される。

【００３１】本実施の形態の動画像圧縮符号化装置は、
３次元ブロック画像の静止画像領域と動画像領域とを適
応的に符号化しているため、発生符号量を抑制し、かつ
高画質で符号化することが可能となる。また、本実施の
形態の動画像圧縮符号化装置では、２次元平面ブロック
分割装置６３と圧縮符号化装置６４とを３個並列に設け
たので、２次元平面ブロック分割装置６３と圧縮符号化
装置６４とを容易に並列動作させることができ、非常に
高速な符号化処理が可能である。

【００３２】図７は、本実施の形態の動画像復号化装置
の概略構成を示すブロック図である。同図に示すよう
に、本実施の形態の動画像復号化装置においては、２次
元平面ブロック復号化装置７１で、受信された圧縮符号
化データと分割方向とが復号化され、復号されたデータ
は２次元平面ブロック群に変換される。この２次元平面
ブロック復号化装置７１は、受信された圧縮符号化デー
タと分割方向とを復号化する復号化装置７２と、復号化
装置７２で復号されたデータを２次元平面ブロック群に
変換する２次元ブロック群構成装置７３とで構成され
る。

【００３３】２次元ブロック群構成装置７３からの２次
元平面ブロック群は、３次元ブロック構成装置７４で、
復号化装置７２で復号された分割方向に基づき２次元平
面ブロック群を並べて、３次元ブロックに変換される。
３次元ブロック構成装置７４からの３次元ブロックは、
３次元ブロック合成装置７５で合成され、複数のフレー
ム画像５６に変換される。

【００３４】本実施の形態の動画像復号化装置において
は、分割方向の情報を利用して３次元ブロックに変換す
るため、各３次元ブロックあたり１回の復号化処理で済
み、３回の符号化処理が必要とされる本実施の形態の動
画像圧縮符号化装置より、更に簡易な構成となる。

【００３５】なお、本実施の形態では、動画像圧縮符号
化装置からの圧縮符号化データと符号化された分割方向
とを、それぞれ別の伝送路を介して動画像復号化装置に
伝送する場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、図８に示すように、動画像圧縮符
号化装置からの圧縮符号化データと符号化された分割方
向とを多重化器６８で多重化して動画像復号化装置に伝
送し、動画像復号化装置で受信された圧縮符号化データ
と符号化された分割方向とを、分離器７６で分離し、そ
れぞれ別々に復号化装置７２で復号するようにしても良
い。また、本実施の形態において、動画像圧縮符号化装
置からの圧縮符号化データと符号化された分割方向と
を、ＭＰＥＧ等において使用されているパケット形式
で、動画像復号化装置７２に送信するようにしてもよ
い。この場合に、伝送路の形態は、有線あるいは無線で
あってもよいことはいうまでもない。

【００３６】また、本実施の形態の動画像圧縮符号化方
法は、ＣＤ−ＲＯＭや磁気ディスク等の記憶媒体へ、動
画像データを記憶する際の符号化方法にも適用可能であ
り、この場合には、動画像復号化装置の圧縮符号化デー
タと符号化された分割方向とは、ＣＤ−ＲＯＭや磁気デ
ィスク等の記憶媒体から読み出された符号化データとな
る。

【００３７】さらに、本実施の形態の動画像圧縮符号化
方法においては、３次元ブロック分割装置６２、２次元
平面ブロック分割装置６３、圧縮符号化装置６４および
符号化データ選択出力装置６５がそれぞれ専用のハード
ウェアで構成される場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば、コンピュータ
のソフトウェア処理で実行することも可能である。

【００３８】この場合に、本実施の形態の動画像圧縮符
号化方法は、例えば、図９に示す中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）９１が主メモリ９２に読み込まれた動画像圧縮符号
化プログラムを実行することにより行われる。なお、図
９は、コンピュータのハードウェアの概略構成を示すブ
ロック図である。同図において、９１は中央処理装置
（ＣＰＵ）、９２は主メモリ、９３はディスプレイ、９
４はキーボード・マウス等の入力装置、９５は磁気ディ
スク等の補助記憶装置、９６は通信装置、９７はバスラ
インである。また、前記動画像圧縮符号化プログラム
は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等により提供され、補助記憶
装置９５に格納される。同様に、本実施の形態の動画像
復号化方法も、コンピュータのソフトウェア処理で実行
可能であることはいうまでもない。

【００３９】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。

【００４０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。

【００４１】（１）本発明によれば、ディジタル動画像
を３次元ブロックに分割し、その３次元ブロックを水平
軸、垂直軸および時間軸に対して垂直な平面で分割して
２次元平面ブロック群に分割し、当該各２次元平面ブロ
ック群を圧縮符号化した時に、その発生符号量が最小と
なる、水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割方
向と、その分割方向に対応する圧縮符号化データとを出
力するようにしたので、Ｓ／Ｎ比対符号量の高い動画像
圧縮符号化が可能となる。

【００４２】（２）本発明によれば、分割方向を情報を
利用して３次元ブロックに変換するため、復号化処理が
各３次元ブロックあたり１回で済み、復号化処理を高速
に行うことが可能となる。

【００４３】（３）本発明によれば、処理がブロック単
位に単純化されているため、処理を高速化することがで
き、ＨＤＴＶやＨＤＴＶ以上の高精細画像データの配信
などに好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の動画像圧縮符号化方法の処理手
順を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態の動画像圧縮符号化方法を説明す
るための図である。

【図３】本実施の形態の動画像圧縮符号化方法を説明す
るための図である。

【図４】本実施の形態の動画像圧縮符号化方法を説明す
るための図である。

【図５】本実施の形態の動画像復号化方法の処理手順を
示すブロック図である。

【図６】本実施の形態の動画像圧縮符号化装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図７】本実施の形態の動画像復号化装置の概略構成を
示すブロック図である。

【図８】本実施の形態における、圧縮符号化データと符
号化された分割方向とを、動画像圧縮符号化装置から動
画像復号化装置に伝送する伝送形態の一例の概略構成を
示すブロック図である。

【図９】コンピュータのハードウェアの概略構成を示す
ブロック図である。

【図１０】代表的なディジタル動画像の圧縮符号化方法
として、フレーム内符号化のみ行う方法を説明するため
の図である。

【図１１】代表的なディジタル動画像の圧縮符号化方法
として、ハイブリッド符号化法を説明するための図であ
る。

【図１２】図１１に示す動き補償によるフレーム間予測
符号化の原理を説明するための図である。

【符号の説明】

１０，２０…ディジタル動画像、１１，２１，５６，１
０１…フレーム画像、２２…３次元ブロック、２３ａ，
２３ｂ，２３ｃ…２次元平面ブロック群、２４ａ，２４
ｂ，２４ｃ…２次元平面ブロック符号化手段、２５…符
号量比較手段、２６…符号化データ選択手段、３１…動
画像領域、３２…静止画像領域、６１…バッファメモ
リ、６２…３次元ブロック分割装置、６３，６３ａ，６
３ｂ，６３ｃ…２次元平面ブロック分割装置、６４，６
４ａ，６４ｂ，６４ｃ…圧縮符号化装置、６５…符号化
データ選択出力装置、６６…符号量比較装置、６７…符
号化装置、６８…多重化器、７１…２次元平面ブロック
復号化装置、７２…復号化装置、７３…２次元ブロック
群構成装置、７４…３次元ブロック構成装置、７５…３
次元ブロック合成装置、７６…分離器、９１…中央処理
装置（ＣＰＵ）、９２…主メモリ、９３…ディスプレ
イ、９４…キーボード・マウス等の入力装置、９５…磁
気ディスク等の補助記憶装置、９６…通信装置、９７…
バスライン、１０２…２次元ブロック、１０３…変換
器、１０４…量子化器、１０５，１２８…符号化器、１
１１…減算器、１１２…フレーム内符号化手段、１１３
…予測画像作成手段、１２１…現フレーム、１２２，１
２４…ブロック、１２３…次フレーム、１２５…動きベ
クトル、１２６…予測画像、１２７…差分画像、ＳＷ…
スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上平 員丈 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のフレーム画像から構成されるディ
   ジタル動画像を圧縮符号化する動画像圧縮符号化方法に
   おいて、 複数のフレーム画像から構成されるディジタル動画像を
   フレーム内の水平軸、フレーム内の垂直軸およびフレー
   ム間方向の時間軸で分割して３次元ブロックに分割する
   第１のステップと、 前記第１のステップで分割された各３次元ブロックを水
   平軸、垂直軸および時間軸に対して垂直な平面で分割し
   て複数の２次元平面ブロックから成る２次元平面ブロッ
   ク群に分割する第２のステップと、 前記第２のステップで分割された各２次元平面ブロック
   群を圧縮符号化する第３のステップと、 前記第３のステップで圧縮符号化した時に発生する発生
   符号量を比較する第４のステップと、 前記第４のステップでの比較結果に基づいて、発生符号
   量が最小となる水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れか
   の分割方向と、その分割方向に対応する圧縮符号化デー
   タとを出力する第５のステップとを具備することを特徴
   とする動画像圧縮符号化方法。
2. 【請求項２】 複数のフレーム画像をフレーム内の水平
   軸、フレーム内の垂直軸およびフレーム間方向の時間軸
   で分割して構成される３次元ブロックを、水平軸、垂直
   軸あるいは時間軸に対して垂直な平面で分割して構成さ
   れる２次元平面ブロック群の圧縮符号化データと、その
   水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割方向とか
   ら構成される符号化データから、複数のフレーム画像か
   ら構成されるディジタル動画像を復号する動画像復号化
   方法において、 入力される圧縮符号化データを復号する第１のステップ
   と、 前記第１のステップで復号されたデータを複数の２次元
   平面ブロックから成る２次元平面ブロック群に変換する
   第２のステップと、 入力される分割方向に基づき、前記第２のステップで変
   換された２次元平面ブロック群を並べて３次元ブロック
   に変換する第３のステップと、 前記第３のステップで変換された３次元ブロックを合成
   して各フレーム画像に変換する第４のステップとを具備
   することを特徴とする動画像復号化方法。
3. 【請求項３】 複数のフレーム画像から構成されるディ
   ジタル動画像を圧縮符号化する動画像圧縮符号化装置に
   おいて、 複数のフレーム画像から構成されるディジタル動画像
   を、フレーム内の水平軸、フレーム内の垂直軸およびフ
   レーム間方向の時間軸で分割して３次元ブロックに分割
   する第１の手段と、 前記第１の手段により分割された各３次元ブロックを水
   平軸、垂直軸および時間軸に対して垂直な平面で分割し
   て複数の２次元平面ブロックから成る２次元平面ブロッ
   ク群に分割する第２の手段と、 前記第２の手段で分割された各２次元平面ブロック群を
   圧縮符号化する第３の手段と、 前記第３の手段で圧縮符号化した時に発生する発生符号
   量を比較する第４の手段と、 前記第４の手段での比較結果に基づき、発生符号量が最
   小となる水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割
   方向と、その分割方向に対応する圧縮符号化データを出
   力する第５の手段とを具備することを特徴とする動画像
   圧縮符号化装置。
4. 【請求項４】 複数のフレーム画像をフレーム内の水平
   軸、フレーム内の垂直軸およびフレーム間方向の時間軸
   で分割して構成される３次元ブロックを、水平軸、垂直
   軸あるいは時間軸に対して垂直な平面で分割して構成さ
   れる２次元平面ブロック群の圧縮符号化データと、その
   水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割方向とか
   ら構成される符号化データから、複数のフレーム画像か
   ら構成されるディジタル動画像を復号する動画像復号化
   装置において、 入力される圧縮符号化データを復号する第１の手段と、 前記第１の手段で復号されたデータを複数の２次元平面
   ブロックから成る２次元平面ブロック群に変換する第２
   の手段と、 入力される分割方向に基づき、前記第２の手段で変換さ
   れた２次元平面ブロック群を並べて３次元ブロックに変
   換する第３の手段と、 前記第３の手段で変換された３次元ブロックを合成して
   各フレーム画像に変換する第４の手段とを具備すること
   を特徴とする動画像復号化装置。
5. 【請求項５】 動画像圧縮符号化装置と、動画像復号化
   装置と、前記動画像圧縮符号化装置から出力される符号
   化データを、前記動画像復号化装置に伝送する伝送路と
   を備える動画像符号化伝送システムの動画像符号化伝送
   方法において、 前記動画像圧縮符号化装置は、複数のフレーム画像から
   構成されるディジタル動画像をフレーム内の水平軸、フ
   レーム内の垂直軸およびフレーム間方向の時間軸で分割
   して３次元ブロックに分割し、前記分割された各３次元
   ブロックを水平軸、垂直軸および時間軸に対して垂直な
   平面で分割して複数の２次元平面ブロックから成る２次
   元平面ブロック群に分割し、前記分割された各２次元平
   面ブロック群を圧縮符号化し、前記分割された各２次元
   平面ブロック群を圧縮符号化した時に発生する発生符号
   量を比較し、その比較結果に基づいて、発生符号量が最
   小となる水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割
   方向と、その分割方向に対応する圧縮符号化データとを
   符号化データとして、伝送路を介して前記動画像復号化
   装置に伝送し、 前記動画像復号化装置は、受信した圧縮符号化データを
   復号し、前記復号されたデータを複数の２次元平面ブロ
   ックから成る２次元平面ブロック群に変換し、受信した
   分割方向に基づき、前記変換された２次元平面ブロック
   群を並べて３次元ブロックに変換し、前記変換された３
   次元ブロックを合成して各フレーム画像に変換すること
   を特徴とする動画像符号化伝送方法。
6. 【請求項６】 前記動画像圧縮符号化装置は、前記動画
   像復号化装置に対して、発生符号量が最小となる水平
   軸、垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割方向と、その
   分割方向に対応する圧縮符号化データとを多重化して送
   信することを特徴とする請求項５に記載された動画像符
   号化伝送方法。
7. 【請求項７】 動画像圧縮符号化装置と、動画像復号化
   装置と、前記動画像圧縮符号化装置から出力される符号
   化データを、前記動画像復号化装置に伝送する伝送路と
   を備える動画像符号化伝送システムにおいて、 前記動画像圧縮符号化装置は、複数のフレーム画像から
   構成されるディジタル動画像を、フレーム内の水平軸、
   フレーム内の垂直軸およびフレーム間方向の時間軸で分
   割して３次元ブロックに分割する第１の手段と、 前記第１の手段により分割された各３次元ブロックを水
   平軸、垂直軸および時間軸に対して垂直な平面で分割し
   て複数の２次元平面ブロックから成る２次元平面ブロッ
   ク群に分割する第２の手段と、 前記第２の手段で分割された各２次元平面ブロック群を
   圧縮符号化する第３の手段と、 前記第３の手段で圧縮符号化した時に発生する発生符号
   量を比較する第４の手段と、 前記第４の手段での比較結果に基づき、発生符号量が最
   小となる水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割
   方向と、その分割方向に対応する圧縮符号化データとを
   符号化データとして、伝送路に出力する第５の手段とを
   具備し、 前記動画像復号化装置は、受信した圧縮符号化データを
   復号する第１の手段と、 前記第１の手段で復号されたデータを複数の２次元平面
   ブロックから成る２次元平面ブロック群に変換する第２
   の手段と、 受信した分割方向に基づき、前記第２の手段で変換され
   た２次元平面ブロック群を並べて３次元ブロックに変換
   する第３の手段と、 前記第３の手段で変換された３次元ブロックを合成して
   各フレーム画像に変換する第４の手段とを具備すること
   を特徴とする動画像符号化伝送システム。
8. 【請求項８】 前記動画像圧縮符号化装置は、発生符号
   量が最小となる水平軸、垂直軸あるいは時間軸の何れか
   の分割方向と、その分割方向に対応する圧縮符号化デー
   タとを多重化する多重化手段を備え、 また、前記動画像復号化装置は、多重化された水平軸、
   垂直軸あるいは時間軸の何れかの分割方向と、その分割
   方向に対応する圧縮符号化データを分離する分離手段を
   備えることを特徴とする請求項７に記載された動画像符
   号化伝送システム。
9. 【請求項９】 コンピュータによって、複数のフレーム
   画像から構成されるディジタル動画像の圧縮符号化を行
   う動画像圧縮符号化プログラムを記録した記録媒体であ
   って、 当該動画像圧縮符号化プログラムは、コンピュータに、
   複数のフレーム画像から構成されるディジタル動画像を
   フレーム内の水平軸、フレーム内の垂直軸およびフレー
   ム間方向の時間軸で分割して３次元ブロックに分割さ
   せ、当該分割された各３次元ブロックを水平軸、垂直軸
   および時間軸に対して垂直な平面で分割して複数の２次
   元平面ブロックから成る２次元平面ブロック群に分割さ
   せ、当該分割された各２次元平面ブロック群を圧縮符号
   化させ、当該各２次元平面ブロック群を圧縮符号化した
   時に発生する発生符号量を比較させ、当該比較結果に基
   づいて、その発生符号量が最小となる水平軸、垂直軸あ
   るいは時間軸の何れかの分割方向と、その分割方向に対
   応する圧縮符号化データを出力させることを特徴とする
   動画像圧縮符号化プログラムを記録した記録媒体。
10. 【請求項１０】 コンピュータによって、複数のフレー
    ム画像をフレーム内の水平軸、フレーム内の垂直軸およ
    びフレーム間方向の時間軸で分割して構成される３次元
    ブロックを、水平軸、垂直軸あるいは時間軸に対して垂
    直な平面で分割して構成される２次元平面ブロック群の
    圧縮符号化データと、その水平軸、垂直軸あるいは時間
    軸の何れかの分割方向とから構成される符号化データか
    ら、複数のフレーム画像から構成されるディジタル動画
    像の復号化を行う動画像復号化プログラムを記録した記
    録媒体であって、 当該動画像復号化プログラムは、コンピュータに、入力
    される圧縮符号化データを復号させ、前記復号されたデ
    ータを複数の２次元平面ブロックから成る２次元平面ブ
    ロック群に変換させ、入力される分割方向に基づき前記
    変換させた２次元平面ブロック群を並べて３次元ブロッ
    クに変換させ、当該変換させた３次元ブロックを合成し
    て各フレーム画像に変換させることを特徴とする動画像
    圧縮符号化プログラムを記録した記録媒体。