JPH11168731A - 動きベクトル検出方法及びその方法を実施する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速且つ高精度で動きベクトルを検出する動
きベクトル検出装置を提供する。 【解決手段】 ＤＣＴ変換された映像信号のブロックか
ら、低周波成分を含むｘ方向及びｙ方向の１次元ＤＣＴ
画像を抽出するＤＣＴ成分抽出手段12と、各方向の１次
元ＤＣＴ画像を逆変換してｘ方向及びｙ方向の１次元非
圧縮画像を生成する１次元逆ＤＣＴ手段13、14と、生成
された各方向の１次元非圧縮画像を順次記憶するフレー
ムメモリ15、16と、動き検出対象領域の１次元非圧縮画
像と探索領域の１次元非圧縮画像とを用いて、動き検出
対象領域の各方向の動きベクトル成分を探索し、それら
成分を合成して動きベクトルを検出するマッチング手段
17とを設ける。少ない演算量で、２次元画像による全探
索と変わらない検出精度を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号の圧縮符
号化に用いる動きベクトルを検出する方法と、それを実
施する装置に関し、特に、高速且つ高精度で動きベクト
ルを検出することを可能にするものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル映像信号を扱う機器が増
加し、また、それらの機器で扱うデジタル映像信号のデ
ータ量を削減するための種々の圧縮符号化方式が定めら
れている。

【０００３】そうした方式の一つであるＭＰＥＧ１やＭ
ＰＥＧ２は、コンピュータで利用する映像信号に多く用
いられている。この方式では、ＤＣＴ（離散コサイン変
換）によるフレーム内の空間的な冗長度の削減と、動き
補償によるフレーム間の時間的な冗長度の削減とを組み
合わせて、画像データが圧縮される。

【０００４】なお、ＭＰＥＧ１については「ISO/IEC 11
172-2 "Information technology -Coding of moving pi
ctures and associated audio for digital strage med
iaat up to about 1,5Mbit/s - Part 2: Video"」、Ｍ
ＰＥＧ２については「ISO/IEC 13818-2 "Information t
echnology - Generic coding of moving Pictures and
associated audio information - Part 2: Video"」に
その内容が詳しく説明されている。

【０００５】この動き補償による冗長度の削減は、現在
のフレーム画像の対象ブロックを符号化する場合に、過
去のフレーム画像から、そのブロックと最も相関度が大
きいブロック（相関度最大ブロック）を探し出し、対象
ブロック位置から相関度最大ブロック位置までの動きベ
クトルと、相関度最大ブロック及び対象ブロックの間の
画像データの差分データとを求めて符号化することによ
り、データ量の削減を図るものである。ＭＰＥＧでは、
マクロブロック（２×２ブロック）の単位でこの動きベ
クトルの検出が行なわれる。

【０００６】この動き予測の処理における演算量は、符
号化の演算量の相当部分を占めている。

【０００７】従来の符号化装置は、図７に示すように、
非圧縮画像71から動きベクトルを検出する動きベクトル
検出部72と、検出された動きベクトルを用いてＭＰＥＧ
方式の圧縮画像79を生成するエンコーダ部78とを備えて
おり、動きベクトル検出部72は、非圧縮画像71からブロ
ックを順番に読み出すブロック読出し手段74と、エンコ
ーダ部78のデコード手段92でデコードされた予測画像を
記憶するフレームメモリ75と、ブロック読出し手段74で
読み出された対象ブロックとフレームメモリ75に記憶さ
れた予測画像とのマッチングを取り、動きベクトルを検
出するマッチング手段76と、マッチング手段76で検出さ
れた動きベクトルをエンコーダ部78に出力する動きベク
トル出力手段77と、ブロック読出し手段74及びマッチン
グ手段76の動作を制御する動きベクトル検出部制御手段
73とを具備し、また、エンコーダ部78は、非圧縮画像71
及び動きベクトルから圧縮画像79を生成するエンコード
カーネル91と、圧縮画像79をデコードしてフレームメモ
リ75に書き込むための予測画像を生成するデコード手段
92とを具備している。

【０００８】この装置では、ブロック読出し手段74が、
ベクトル検出部制御手段73の制御を受けて、非圧縮画像
71から、図８に示す、現在フレーム81の対象ブロック82
を順番に読み出し、読み出されたブロックがマッチング
手段76に出力される。

【０００９】また、エンコーダ部78のデコード手段92
は、エンコードカーネル91によりＤＣＴ、量子化された
画像をデコードし、このデコードされた画像が予測画像
としてフレームメモリ75に書き込まれる。

【００１０】現在フレーム81の対象ブロック82が入力し
たマッチング手段76は、フレームメモリ75に記憶されて
いる予測画像83を読出し、動きベクトル検出部制御手段
73によって範囲が指定された探索領域84の全域に渡っ
て、探索領域84の画像データと対象ブロック82の画像デ
ータとのマッチングを取り、探索領域84の中から、対象
ブロック82と最も相関度が大きい相関度最大ブロック85
を検出し、対象ブロック82の位置から相関度最大ブロッ
ク85の位置までの方向及び長さを表す動きベクトル86を
算出する。

【００１１】動きベクトル出力手段77は、マッチング手
段76が求めた動きベクトル86をエンコーダ部78に出力す
る。

【００１２】エンコーダ部78は、この動きベクトルに基
づいて、入力する非圧縮画像71から、フレームメモリ75
に蓄えられている予測画像の相関度最大ブロック85と現
在フレーム81の対象ブロック82との画像データの差分を
算出する。そして、その差分データにＤＣＴ変換、量子
化、可変長符号化を施し、動きベクトルなどの情報とと
もにＭＰＥＧデータ79を生成して出力する。

【００１３】この装置では、動きベクトルを検出するた
め、探索領域の全域に渡って全探索を実施しているが、
この検出を高速化するために、高速化アルゴリズムを使
用して、図９（ａ）に示すように、対象ブロックと探索
領域とのマッチングを、探索領域の画素の１画素置きに
実施したり、図９（ｂ）に示すように、対象ブロックか
らサンプリングしたデータを用いて探索領域とのマッチ
ングを取ったり、図９（ｃ）に示すように、それらを組
み合わせたり、探索領域の数画素置きにマッチングを実
施するなど、図９（ａ）（ｂ）の方法をアレンジした方
法なども行なわれている。

【００１４】また、圧縮符号化方式には、この他、デジ
タルビデオカメラなどのデジタルビデオ機器向けの規格
であるＤＶ方式が知られている。このＤＶ方式は、１９
９６年に制定されたビデオカセットレコーダ向けの規格
である、「Specifications of Consumer-Use Digital V
CRs (HD Digital VCR Conference, 1996)」に準拠した
規格であり、ブロック単位でＤＣＴ（離散コサイン変
換）が施され、この処理によるフレーム内の空間的な冗
長度の削減により、画像圧縮が図られている。

【００１５】ＤＶ方式で圧縮された映像データのフレー
ム当たりの符号量は、標準的なＭＰＥＧ２方式の映像デ
ータの６倍程度に達する。そのため、ネットワークを通
じて映像信号を伝送する場合には、ＭＰＥＧデータの方
が適している。しかし、ＤＶデータは、フレームごとに
独立しているため、フレーム単位のカット＆ペーストな
どの映像の編集が容易であり、また、符号量が多い分、
画質が優れているという利点がある。

【００１６】そこで、本発明者等を含むグループでは、
デジタルビデオカメラで撮影したＤＶデータの動画を編
集し、映像信号の圧縮フォーマットをＭＰＥＧ方式に変
換して、パソコン端末などに配信するシステムを開発
し、実用化している。

【００１７】このシステムでは、映像信号変換装置を用
いてＤＶデータをＭＰＥＧデータに変換しているが、こ
うした変換では、一般的に、ＤＶ方式の映像データを復
号して非圧縮のフレーム画像を生成し、次いで、非圧縮
映像信号をＭＰＥＧ方式で圧縮符号化する処理が行なわ
れる。

【００１８】このとき、動き予測の処理としては、図７
の機構の下で、図８または図９で説明した各方法が行な
われている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、全探索による
動きベクトルの検出は、演算量が膨大になり、処理速度
が遅いという問題点がある。

【００２０】また、高速化アルゴリズムの下に、探索領
域や対象ブロックの画像データの一部を省略して行なう
動きベクトルの検出は、解の精度が落ち、画質が低下す
るという問題点がある。

【００２１】これは、非圧縮画像では全ての画素が同じ
重さの情報量を持つからであり、動きベクトルの検出に
使用する画素を減らして演算量を削減した場合には、そ
の分、動きベクトルの検出精度が低下し、画質の劣化が
避けられない。即ち、検出精度と検出速度とはトレード
オフの関係にある。

【００２２】本発明は、こうした従来の問題点を解決す
るものであり、高速且つ高精度で動きベクトルを検出す
ることができる動きベクトル検出方法を提供し、その方
法を実施する装置を提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の動きベ
クトル検出方法では、直交変換された映像信号から情報
量が集中している部分を取り出して逆変換し、逆変換で
得られた動き検出対象領域の非圧縮画像と探索領域の非
圧縮画像とを用いて、探索領域から動き検出対象領域の
動きベクトルを検出している。

【００２４】この方法では、情報量が集中している部分
の画像データを動きベクトルの検出に使用しているた
め、演算量の削減量が多いにも拘わらず、検出精度の低
下は小さい。

【００２５】また、本発明の動きベクトル検出方法で
は、非圧縮の映像信号のブロックから各列または各行に
含まれる画素値の和を求めることによって動き検出対象
領域のｘ方向またはｙ方向の１次元非圧縮画像を作成
し、この１次元非圧縮画像と、探索領域のｘ方向または
ｙ方向の１次元非圧縮画像とを用いて、探索領域から動
き検出対象領域の動きベクトルを検出している。

【００２６】この方法では、非圧縮の映像信号から、少
ない演算量で、且つ、高い精度で動きベクトルを検出す
ることができる。

【００２７】また、本発明の動きベクトル検出装置で
は、ＤＣＴ変換された映像信号のブロックから、低周波
成分を含むｘ方向及びｙ方向の１次元ＤＣＴ画像を抽出
するＤＣＴ成分抽出手段と、各方向の１次元ＤＣＴ画像
を逆変換してｘ方向及びｙ方向の１次元非圧縮画像を生
成する１次元逆ＤＣＴ手段と、生成された各方向の１次
元非圧縮画像を順次記憶するフレームメモリと、動き検
出対象領域の１次元非圧縮画像と探索領域の１次元非圧
縮画像とを用いて、動き検出対象領域の各方向の動きベ
クトル成分を検出し、それら成分を合成して動きベクト
ルを求めるマッチング手段とを設けている。

【００２８】また、非圧縮の映像信号の動きベクトルを
検出する装置では、非圧縮の映像信号のブロックから、
各ブロックの各列または各行の画素値の和をすべての列
または行に対して計算して１次元非圧縮画像を求めるア
キュムレータアレイと、アキュムレータアレイが求めた
１次元非圧縮画像を順番に記憶する１次元画像フレーム
メモリと、動き検索対象ブロックの１次元非圧縮画像と
それに対応する過去フレームの探索領域の１次元非圧縮
画像とのマッチングを取り、動きベクトルを検出するマ
ッチング手段とを設けている。

【００２９】これらの装置では、少ない演算量で、２次
元画像による全探索と変わらない検出精度を得ることが
できる。

【００３０】また、本発明では、これらの動きベクトル
検出装置を用いて、ＤＶフォーマットのデータをＭＰＥ
Ｇフォーマットのデータに変換したり、非圧縮の映像信
号をＭＰＥＧフォーマットのデータに変換する映像信号
変換装置を構成している。

【００３１】前者の装置は、ＤＶデータを復号して非圧
縮映像信号を生成するＤＶデコーダと、ＤＣＴ変換され
たＤＶデータを用いて動きベクトルを検出する動きベク
トル検出手段と、ＤＶデコーダから送られて来る非圧縮
映像信号と動きベクトル検出手段から送られて来る動き
ベクトルとを用いてＭＰＥＧデータへの符号化を行なう
エンコーダとを具備し、この動きベクトル検出手段が、
前記動きベクトル検出装置で構成されている。

【００３２】この装置では、ブロックごとにＤＣＴ変換
されているＤＶデータのＤＣＴ係数を利用して、ＭＰＥ
Ｇ符号化に必要な動きベクトルを検出しているため、Ｍ
ＰＥＧデータへの変換を効率的に行なうことができる。

【００３３】また、後者の装置は、非圧縮のデジタル映
像信号のブロックから、各行または各列の画素値の和を
すべての行または列に対して求めるアキュムレータアレ
イと、エンコーダ部により逆量子化が施された後に得ら
れるＤＣＴブロックからｘ方向及びｙ方向の各１次元Ｄ
ＣＴ画像を抽出するＤＣＴ成分抽出手段と、１次元ＤＣ
Ｔ画像に対して逆ＤＣＴを施す１次元逆ＤＣＴ手段と、
デコードされた１次元画像を予測画像として１次元画像
フレームメモリに書き込む予測画像生成手段と、１次元
予測画像を順番に記憶する１次元画像フレームメモリ
と、動き検索対象ブロックの１次元画像とそれに対応す
る過去フレームの探索領域の１次元予測画像とを用い
て、動き検出対象領域の各方向の動きベクトル成分を検
出し、それらを合成して動きベクトルを求めるマッチン
グ手段とを設けている。

【００３４】この装置では、１次元予測画像を作成し動
き検出に用いているので、エンコーダ部でのブロック差
分の画素値を小さく抑えることが可能となり、圧縮効率
及び画質が向上する。また、この装置では、エンコーダ
部で作成された２次元予測画像を用いずに、エンコーダ
部内のデコード手段のデコード中間データから１次元予
測画像を直接計算することができるので演算負荷が小さ
い。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、映像信号の圧縮符号化に用いる動きベクトルの検出
方法において、直交変換された映像信号から情報量が集
中している部分を取り出して逆変換し、逆変換で得られ
た動き検出対象領域の非圧縮画像と探索領域の非圧縮画
像とを用いて、探索領域から動き検出対象領域の動きベ
クトルを検出するようにしたものであり、情報量が集中
している部分の画像データを選択して使用しているた
め、検出精度をそれ程落とすことなく、演算量の削減が
可能になる。

【００３６】請求項２に記載の発明は、ＤＣＴ変換され
た映像信号のブロックから直流成分を含む１次元ＤＣＴ
画像を取り出して逆変換し、逆変換で得られた動き検出
対象領域の１次元非圧縮画像と探索領域の１次元非圧縮
画像とを用いて、探索領域から動き検出対象領域の動き
ベクトルを検出するようにしたものであり、ＤＣＴ変換
により情報量が集中する低周波成分のデータを選択して
使っているため、演算量の大幅な低減にも関わらず、検
出精度の低下は少ない。

【００３７】請求項３に記載の発明は、ブロックから、
１次元ＤＣＴ画像としてｘ方向１次元ＤＣＴ画像とｙ方
向１次元ＤＣＴ画像とを取り出して逆変換し、ｘ方向１
次元ＤＣＴ画像の逆変換で得られた動き検出対象領域の
ｘ方向１次元非圧縮画像と探索領域のｘ方向１次元非圧
縮画像とを用いて、探索領域から動き検出対象領域の動
きベクトルｘ成分を検出し、ｙ方向１次元ＤＣＴ画像の
逆変換で得られた動き検出対象領域のｙ方向１次元非圧
縮画像と探索領域のｙ方向１次元非圧縮画像とを用い
て、探索領域から動き検出対象領域の動きベクトルｙ成
分を検出し、動きベクトルｘ成分及び動きベクトルｙ成
分を合成して動きベクトルを求めるようにしたものであ
り、２次元画像による全探索と変わらない検出精度を得
ることができる。

【００３８】請求項４に記載の発明は、ブロックから、
ｘ方向１次元ＤＣＴ画像として１×８ピクセルのＤＣＴ
係数を取り出し、ｙ方向１次元ＤＣＴ画像として８×１
ピクセルのＤＣＴ係数を取り出すようにしたものであ
り、８×８ピクセルから成るブロックの縦・横各辺のＤ
ＣＴ係数が使用される。

【００３９】請求項５に記載の発明は、ブロックから、
ｘ方向１次元ＤＣＴ画像として１×６または１×４ピク
セルのＤＣＴ係数を取り出し、ｙ方向１次元ＤＣＴ画像
として６×１または４×１ピクセルのＤＣＴ係数を取り
出すようにしたものであり、高速化に重点を置く場合
に、こうした方法を取ることができる。

【００４０】請求項６に記載の発明は、非圧縮の映像信
号から動きベクトルを検出する動きベクトル検出方法に
おいて、非圧縮の映像信号のブロックから各列または各
行に含まれる画素値の和を求めることによって動き検出
対象領域のｘ方向またはｙ方向の１次元非圧縮画像を作
成し、この１次元非圧縮画像と、探索領域のｘ方向また
はｙ方向の１次元非圧縮画像とを用いて、探索領域から
動き検出対象領域の動きベクトルを検出するようにした
ものであり、入力する非圧縮の映像信号を対象として、
少ない演算量で、且つ、高い精度で動きベクトルを検出
することができる。

【００４１】請求項７に記載の発明は、この探索領域の
ｘ方向またはｙ方向の１次元非圧縮画像として、非圧縮
の映像信号のブロックから各列または各行に含まれる画
素値の和を求めることによって作成した１次元非圧縮画
像を用いるようにしたものであり、入力する非圧縮の映
像信号から作成された動き検出対象領域の１次元非圧縮
画像を順次蓄積することによって、次の探索領域の１次
元非圧縮画像とすることができる。

【００４２】請求項８に記載の発明は、この探索領域の
ｘ方向またはｙ方向の１次元非圧縮画像として、ＤＣＴ
変換された映像信号のブロックから直流成分を含む１次
元ＤＣＴ画像を抽出し、これを逆変換することによって
作成した１次元非圧縮画像を用いるようにしたものであ
り、これを順次蓄積することによって次の探索領域の１
次元非圧縮画像とすることができる。

【００４３】請求項９に記載の発明は、動き検出対象領
域の各列に含まれる画素値の和から作成したｘ方向１次
元非圧縮画像と、探索領域のｘ方向１次元非圧縮画像と
を用いて、探索領域から動き検出対象領域の動きベクト
ルｘ成分を検出し、動き検出対象領域の各行に含まれる
画素値の和から作成したｙ方向１次元非圧縮画像と、探
索領域のｙ方向１次元非圧縮画像とを用いて、探索領域
から動き検出対象領域の動きベクトルｙ成分を検出し、
この動きベクトルｘ成分及び動きベクトルｙ成分を合成
して動きベクトルを求めるようにしたものであり、２次
元画像による全探索と変わらない検出精度で動きベクト
ルを得ることができる。

【００４４】請求項１０に記載の発明は、探索領域のｘ
方向１次元非圧縮画像の各々から、それらの中間に位置
するｘ方向１次元非圧縮画像を補間し、探索領域のｙ方
向１次元非圧縮画像の各々から、それらの中間に位置す
るｙ方向１次元非圧縮画像を補間するようにしたもので
あり、動き予測の精度を高め、高画質化を実現すること
ができる。

【００４５】請求項１１に記載の発明は、探索領域から
動き検出対象領域の動きベクトルｘ成分及び動きベクト
ルｙ成分を検出するとき、後から検出する動きベクトル
成分の探索領域上の探索範囲を、先に行なった動きベク
トル成分の検出において、１次元非圧縮画像が検出され
た探索領域上の位置の周囲に限定するようにしたもので
あり、一方の成分の動きベクトル検出における検出結果
を、他方の成分の検出の際に利用することにより、探索
範囲を狭めることができ、高速に動きベクトルを求める
ことができる。

【００４６】請求項１２に記載の発明は、ＤＣＴ変換さ
れた映像信号のブロックから低周波成分を含む４×４ま
たは２×２ピクセルサイズの２次元ＤＣＴ画像を取り出
して４×４または２×２サイズのＤＣＴ逆変換を施し、
逆変換で得られた動き検出対象領域の２次元非圧縮画像
と探索領域の２次元非圧縮画像とを用いて、探索領域か
ら動き検出対象領域の動きベクトルを検出するようにし
たものであり、検出精度は粗いものの極めて高速度で動
きベクトルを検出することができる。

【００４７】請求項１３に記載の発明は、この動きベク
トルの検出結果に基づいて、探索領域を限定し、限定し
た探索領域に対して高精度の動きベクトル検出方法を適
用するようにしたものであり、この組み合わせで、全体
の検出時間を短縮し、且つ検出精度を高めることができ
る。

【００４８】請求項１４に記載の発明は、この高精度の
動きベクトル検出方法として請求項３または４に記載の
動きベクトル検出方法を適用するようにしたものであ
り、この組み合わせで、検出精度が高く、検出速度が速
い動きベクトルの検出が可能となる。

【００４９】請求項１５に記載の発明は、映像信号の圧
縮符号化に用いる動きベクトルを検出する動きベクトル
検出装置において、ＤＣＴ変換された映像信号のブロッ
クから、低周波成分を含むｘ方向１次元ＤＣＴ画像とｙ
方向１次元ＤＣＴ画像とを抽出するＤＣＴ成分抽出手段
と、ｘ方向１次元ＤＣＴ画像を逆変換してｘ方向１次元
非圧縮画像を生成するｘ方向１次元逆ＤＣＴ手段と、ｙ
方向１次元ＤＣＴ画像を逆変換してｙ方向１次元非圧縮
画像を生成するｙ方向１次元逆ＤＣＴ手段と、生成され
たｘ方向１次元非圧縮画像を順番に記憶するｘ方向１次
元画像フレームメモリと、生成されたｙ方向１次元非圧
縮画像を順番に記憶するｙ方向１次元画像フレームメモ
リと、動き検出対象領域のｘ方向１次元非圧縮画像と探
索領域のｘ方向１次元非圧縮画像とを用いて、動き検出
対象領域の動きベクトルｘ成分を検出し、動き検出対象
領域のｙ方向１次元非圧縮画像と探索領域のｙ方向１次
元非圧縮画像とを用いて、動き検出対象領域の動きベク
トルｙ成分を検出し、動きベクトルｘ成分及び動きベク
トルｙ成分を合成して動きベクトルを求めるマッチング
手段とを設けたものであり、請求項３、４または５の方
法を実施することができる。

【００５０】請求項１６に記載の発明は、映像信号の圧
縮符号化に用いる動きベクトルを検出する動きベクトル
検出装置において、ＤＣＴ変換された映像信号のブロッ
クから、低周波成分を含む４×４または２×２ピクセル
サイズの２次元ＤＣＴ画像を抽出するＤＣＴ成分抽出手
段と、２次元ＤＣＴ画像を逆変換して低解像度非圧縮画
像を生成する逆ＤＣＴ手段と、生成された低解像度非圧
縮画像を順番に記憶するフレームメモリと、動き検出対
象領域の低解像度非圧縮画像と探索領域の低解像度非圧
縮画像とを用いて、動き検出対象領域の動きベクトルを
検出するマッチング手段とを設けたものであり、請求項
１２の方法を実施することができる。

【００５１】請求項１７に記載の発明は、ＤＶフォーマ
ットで圧縮符号化されたＤＶデータをＭＰＥＧフォーマ
ットで圧縮符号化されたＭＰＥＧデータに変換する映像
信号変換装置において、ＤＶデータを復号して非圧縮映
像信号を生成するＤＶデコーダと、ＤＣＴ変換されたＤ
Ｖデータを用いて動きベクトルを検出する動きベクトル
検出手段と、ＤＶデコーダから送られて来る非圧縮映像
信号と動きベクトル検出手段から送られて来る動きベク
トルとを用いてＭＰＥＧデータへの符号化を行なうエン
コーダとを設け、動きベクトル検出手段として、請求項
１５に記載の動きベクトル検出装置を用いるようにした
ものであり、ブロックごとにＤＣＴ変換されているＤＶ
データのＤＣＴ係数を動きベクトル検出に用いることに
より、ＭＰＥＧデータへの符号化を効率的に行なうこと
ができる。

【００５２】請求項１８に記載の発明は、動きベクトル
検出手段として、さらに請求項１６に記載の動きベクト
ル検出装置を設け、この動きベクトル検出装置の探索結
果に基づいて、探索領域を限定するようにしたものであ
り、この動きベクトル検出装置の探索を事前に行ない、
精度の高い動きベクトル検出方法を適用する探索領域を
狭めることにより、全体として、短い時間で、且つ高精
度の動きベクトルの検出が可能となる。

【００５３】請求項１９に記載の発明は、非圧縮の映像
信号から動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置
において、この映像信号のブロックから、各ブロックの
各列または各行の画素値の和をすべての列または行に対
して計算して１次元非圧縮画像を求めるアキュムレータ
アレイと、アキュムレータアレイが求めた１次元非圧縮
画像を順番に記憶する１次元画像フレームメモリと、動
き検索対象ブロックの１次元非圧縮画像とそれに対応す
る過去フレームの探索領域の１次元非圧縮画像とのマッ
チングを取り、動きベクトルを検出するマッチング手段
とを設けたものであり、非圧縮の映像信号から、直接動
きベクトルを検出することができる。

【００５４】請求項２０に記載の発明は、非圧縮映像信
号をＭＰＥＧフォーマットで圧縮符号化されたＭＰＥＧ
データに変換する映像信号変換装置において、入力する
非圧縮映像信号から動きベクトルを検出する動きベクト
ル検出手段と、入力する非圧縮映像信号と動きベクトル
検出手段から送られて来る動きベクトルとを用いてＭＰ
ＥＧデータへの符号化を行なう符号化手段とを設け、動
きベクトル検出手段として、請求項１９に記載の動きベ
クトル検出装置を用いたものであり、入力する非圧縮映
像信号から求めた動きベクトルを用いてＭＰＥＧデータ
への変換を行なうことができる。

【００５５】請求項２１に記載の発明は、非圧縮映像信
号をＭＰＥＧフォーマットで圧縮符号化されたＭＰＥＧ
データに変換する映像信号変換装置において、入力する
非圧縮映像信号から動きベクトルを検出する動きベクト
ル検出手段と、入力する非圧縮映像信号と動きベクトル
検出手段から送られて来る動きベクトルとを用いてＭＰ
ＥＧデータへの符号化を行なう符号化手段とを設け、動
きベクトル検出手段に、入力する非圧縮映像信号のブロ
ックから、各ブロックの各列または各行の画素値の和を
すべての列または行に対して計算して動き検索対象ブロ
ックの１次元非圧縮画像を求めるアキュムレータアレイ
と、符号化手段が中間データとして生成するＤＣＴ変換
されたブロックから直流成分を含む１次元ＤＣＴ画像を
取り出すＤＣＴ成分抽出手段と、取り出された１次元Ｄ
ＣＴ画像を逆変換する逆変換手段と、逆変換手段の出力
を基に過去フレームの１次元非圧縮画像を生成する予測
画像生成手段と、予測画像生成手段によって生成された
過去フレームの１次元非圧縮画像を記憶する１次元画像
フレームメモリと、アキュムレータアレイから出力され
た動き検索対象ブロックの１次元非圧縮画像と１次元画
像フレームメモリから読み出した対応する過去フレーム
の探索領域の１次元非圧縮画像とのマッチングを取り、
動きベクトルを検出するマッチング手段とを設けたもの
であり、符号化手段で実際に符号化された画像データに
対して、最も相関度が高いブロックが検出され、動きベ
クトルが算出されるため、圧縮効率が向上し、また、画
質が向上する。

【００５６】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００５７】（第１の実施形態）第１の実施形態の動き
ベクトル検出方法は、ＤＶ方式で符号化された映像信号
をＭＰＥＧ方式の映像信号に変換する映像信号変換装置
の中で実施されている。この映像信号変換装置は、図２
に示すように、入力するＤＶデータ21を保持する、フレ
ームメモリから成る入力手段22と、ＤＶデータを非圧縮
の映像信号に復号するＤＶデコード部23と、ブロックご
とにＤＣＴ変換されているＤＶデータを利用して動きベ
クトルを検出する動きベクトル検出部24と、検出された
動きベクトルを用いて非圧縮映像信号をＭＰＥＧデータ
に符号化するエンコーダ部25と、符号化されたＭＰＥＧ
データ27を出力する出力手段26とを備えている。

【００５８】また、動きベクトル検出部24は、図１に示
すように、入力手段（フレームメモリ）22からＤＣＴブ
ロックを順番に読み出すＤＣＴブロック読出し手段11
と、各ＤＣＴブロックからｘ方向及びｙ方向の各１次元
ＤＣＴ画像を抽出するＤＣＴ成分抽出手段12と、ｙ方向
の１次元ＤＣＴ画像に対して逆ＤＣＴを施すｙ方向１次
元逆ＤＣＴ手段13と、ｘ方向の１次元ＤＣＴ画像に対し
て逆ＤＣＴを施すｘ方向１次元逆ＤＣＴ手段14と、デコ
ードされたｙ方向の１次元画像を順番に記憶する１次元
画像（ｙ）フレームメモリ15と、デコードされたｘ方向
の１次元画像を順番に記憶する１次元画像（ｘ）フレー
ムメモリ16と、デコードされた対象ブロックの１次元画
像とそれに対応する過去フレームの探索領域の１次元画
像とのマッチングを取り、動きベクトルを検出するマッ
チング手段17と、マッチング手段で求めた動きベクトル
をエンコーダ部25に出力する動きベクトル出力手段18
と、ＤＣＴブロック読出し手段11、ＤＣＴ成分抽出手段
12及びマッチング手段17の動作を制御する動きベクトル
検出部制御手段19とを備えている。

【００５９】この映像信号変換装置の入力手段22には、
各ブロックごとにＤＣＴ変換されているＤＶ画像21が入
力し、このＤＶ画像は、入力手段22を介してＤＶデコー
ド部23と動きベクトル検出部24とに入力する。ＤＶデコ
ード部23は、ＤＶ画像を非圧縮画像にデコードしてエン
コーダ部25に送る。また、動きベクトル検出部24は、Ｄ
Ｖ画像を用いて、後述する方法により動きベクトルを検
出し、エンコーダ部25に送る。エンコーダ部25では、送
られて来る非圧縮画像と動きベクトルとを用いてＭＰＥ
Ｇエンコードを行ない、出力手段26を介してＭＰＥＧス
トリームを出力する。

【００６０】動きベクトル検出部24は、次のような動作
で動きベクトルを検出する。

【００６１】動きベクトル検出部制御手段19は、ＤＣＴ
ブロック読出し手段11、ＤＣＴ成分抽出手段12及びマッ
チング手段17の各々がフレーム中のどのブロックを処理
しているかを把握し、各手段の動作を制御する。

【００６２】ＤＣＴブロック読出し手段11は、入力手段
（フレームメモリ）22からＤＣＴブロックを順番に読み
出す。

【００６３】ＤＣＴ成分抽出手段12は、図３に示すよう
に、読み出された各ＤＣＴブロック31に対して、８×８
の要素の内、第１行の要素だけが１でその他は０のマス
ク32を掛け、１×８ピクセルのＤＣＴ係数より成るｘ方
向の１次元ＤＣＴ画像を生成してｘ方向１次元逆ＤＣＴ
手段14に出力し、また、読み出された各ＤＣＴブロック
31に対して、８×８の要素の内、第１列の要素だけが１
でその他は０のマスク33を掛け、８×１ピクセルのＤＣ
Ｔ係数より成るｙ方向の１次元ＤＣＴ画像を生成してｙ
方向１次元逆ＤＣＴ手段13に出力する。

【００６４】ｘ方向１次元逆ＤＣＴ手段14は、入力した
ｘ方向１次元ＤＣＴ画像に対して、１次元逆ＤＣＴを施
し、得られたｘ方向１次元画像34を１次元画像（ｘ）フ
レームメモリ16に出力する。また、ｙ方向１次元逆ＤＣ
Ｔ手段13は、入力したｙ方向１次元ＤＣＴ画像に対し
て、１次元逆ＤＣＴを施し、得られたｙ方向１次元画像
35を１次元画像（ｙ）フレームメモリ15に出力する。

【００６５】１次元画像フレームメモリ15、16は、デコ
ードされた１次元画像を順番に記憶し、フレーム単位で
蓄積する。この１次元画像フレームメモリ15、16は、過
去数フレーム分の１次元画像を貯えることができる。

【００６６】マッチング手段17は、１次元画像（ｘ）フ
レームメモリ16から、対象ブロックのｘ方向１次元画像
と、それに対応する過去フレームの探索領域におけるｘ
方向１次元画像とを読み出し、それらのマッチングを取
る。このとき、ＭＰＥＧではマクロブロック単位で動き
ベクトルが検出されるため、対象ブロックとして二ブロ
ックを合わせた１×１６のｘ方向１次元画像が読み出さ
れる。また、探索領域の範囲は動きベクトル検出部制御
手段19から指示される。

【００６７】このマッチングで動きベクトルを検出する
方法を図４に示している。

【００６８】現フレーム41のＤＣＴ画像に含まれる対象
ブロック42のＤＣＴ係数からｘ方向１次元ＤＣＴ画像が
抽出され、これに１次元逆ＤＣＴが施され、こうして得
られたｘ方向１次元非圧縮画像を、図４では45で表して
いる。

【００６９】また、これまでに行なわれた同様の処理で
得られたブロックごとのｘ方向１次元非圧縮画像は、１
次元画像（ｘ）フレームメモリ15にフレーム単位で纏め
られており、これが、ＤＣＴ画像の過去フレーム43に対
応するｘ方向１次元非圧縮画像となる。この内、探索領
域のｘ方向１次元非圧縮画像を44で表している。

【００７０】マッチングは、対象ブロック42のｘ方向１
次元非圧縮画像45を、探索領域のｘ方向１次元非圧縮画
像44の各行の上を１ピクセル分ずつｘ方向に移動し、そ
のときの両者の間の画像データの差分（ＳＡＤ：Sum of
Absolute Difference）を演算することによって行なわ
れ、そのＳＡＤが最も小さい位置が検出される。

【００７１】いま、46の位置でＳＡＤが最小であったと
すると、対象ブロック42のｘ方向１次元非圧縮画像45の
位置から46の位置までのｘ方向成分が動きベクトルｘ成
分47として検出される。

【００７２】マッチング手段17は、また、１次元画像
（ｙ）フレームメモリ15から、対象ブロックのｙ方向１
次元画像と、それに対応する過去フレームの探索領域に
おけるｙ方向１次元画像とを読み出し、同じように、そ
れらのマッチングを取り、動きベクトルｙ成分を求め
る。

【００７３】こうして求めた動きベクトルｘ成分と動き
ベクトルｙ成分とを合成したものが動きベクトルとな
る。

【００７４】動きベクトル出力手段18は、マッチング手
段17が求めた動きベクトルをエンコーダ部25に出力す
る。

【００７５】また、探索領域の１次元非圧縮画像につい
ては、補間画像を生成して加えることにより、動きベク
トルの検出精度を高めることができる。例えば、ｘ方向
１次元非圧縮画像の場合では、図４に示すように、それ
ぞれ、２本のｘ方向１次元非圧縮画像からその中間の補
間画像48を生成して、探索領域のｘ方向１次元非圧縮画
像44に加える。こうして、ｘ方向１次元非圧縮画像をｙ
方向に補間することにより、動きベクトルｘ成分を高精
度に求めることができる。

【００７６】また、ｙ方向についても同様であり、探索
領域のｙ方向１次元非圧縮画像をｘ方向に補間すること
により、動きベクトルｙ成分を高精度に求めることがで
きる。

【００７７】また、先の説明では、ＤＣＴ成分抽出手段
12が、ＤＣＴブロックから、１×８ピクセルのＤＣＴ係
数より成るｘ方向１次元ＤＣＴ画像と、８×１ピクセル
のＤＣＴ係数より成るｙ方向１次元ＤＣＴ画像とを抽出
しているが、高速検出の場合には、１×８、８×１の代
わりに、１×６、６×１、あるいは１×４、４×１など
を抽出するようにしてもよい。なお、ＤＣＴ成分抽出手
段12で抽出するサイズの指定は動きベクトル検出部制御
手段19によって行なわれる。

【００７８】このように、この実施形態の動きベクトル
検出では、ＤＣＴ変換された映像信号から得られる１次
元非圧縮画像を用いて動きベクトルを検出している。こ
の動き予測では、２次元の領域から各方向の成分（１次
元）を抽出して、動き探索を行なっているため、２次元
の領域を使って行なう全探索と同じ精度を得ることがで
きる。一方、この検出に要する演算量は、全探索に比べ
て、大幅に削減することができる。

【００７９】（第２の実施形態）第２の実施形態では、
粗い精度で、且つ高速度で動きベクトルを検出する動き
ベクトル検出方法と、それを実施する装置について説明
する。この方法は、第１の実施形態と組み合わせること
で、動きベクトルの検出を高速化することができる。こ
こでは、この装置が、図２の映像信号変換装置に組み込
まれて使用される場合について説明する。

【００８０】この動きベクトル検出装置は、図５に示す
ように、入力手段（フレームメモリ）22からＤＣＴブロ
ックを順番に読み出すＤＣＴブロック読出し手段51と、
各ＤＣＴブロックから４×４ピクセルサイズの２次元Ｄ
ＣＴ画像を抽出するＤＣＴ成分抽出手段52と、抽出され
た２次元ＤＣＴ画像に４×４ピクセルサイズの逆ＤＣＴ
を施して非圧縮画像を生成する逆ＤＣＴ手段53と、デコ
ードされた非圧縮画像を順番に記憶する低解像度フレー
ムメモリ54と、デコードされた対象ブロックの非圧縮画
像とそれに対応する過去フレームの探索領域における非
圧縮画像とのマッチングを取り、動きベクトルを検出す
るマッチング手段55と、マッチング手段55で求めた動き
ベクトルをエンコーダ部25に出力する動きベクトル出力
手段56と、ＤＣＴブロック読出し手段51、ＤＣＴ成分抽
出手段52及びマッチング手段55の動作を制御する動きベ
クトル検出部制御手段57とを備えている。

【００８１】この装置の動きベクトル検出部制御手段57
は、ＤＣＴブロック読出し手段51、ＤＣＴ成分抽出手段
52及びマッチング手段55の各々がフレーム中のどのブロ
ックを処理しているかを把握し、各手段の動作を制御す
る。

【００８２】ＤＣＴブロック読出し手段51は、入力手段
（フレームメモリ）22からＤＣＴブロックを順番に読み
出す。

【００８３】ＤＣＴ成分抽出手段52は、読み出された各
ＤＣＴブロックから４×４ピクセルサイズの２次元ＤＣ
Ｔ画像を抽出して逆ＤＣＴ手段53に出力し、逆ＤＣＴ手
段53は、入力した２次元ＤＣＴ画像に逆ＤＣＴを施し
て、図６（ａ）に示すように、低解像度の非圧縮画像を
生成する。

【００８４】この低解像度画像は、マッチング手段55と
低解像度フレームメモリ54とに出力され、低解像度フレ
ームメモリ54は、デコードされた低解像度画像を順番に
記憶し、フレーム単位で蓄積する。この低解像度フレー
ムメモリ54は、過去数フレーム分の低解像度画像を貯え
ることができる。

【００８５】マッチング手段55は、対象ブロックの低解
像度画像が入力すると、それに対応する過去フレームの
探索領域における低解像度画像を低解像度フレームメモ
リ54から読み出し、それらのマッチングを取る。

【００８６】このマッチングで動きベクトルを検出する
方法を図６（ｂ）に示している。

【００８７】現フレーム61のＤＣＴ画像に含まれる対象
ブロック62のＤＣＴ係数から４×４ピクセルのＤＣＴ画
像を抽出し、これに逆ＤＣＴを施して得られた低解像度
非圧縮画像を64で表している。

【００８８】また、これまでに行なわれた同様の処理で
得られたブロックごとの低解像度非圧縮画像が、低解像
度フレームメモリ54にフレーム単位で纏められており、
これが、ＤＣＴ画像の過去フレーム63に対応する低解像
度非圧縮画像となる。この内、探索領域の低解像度非圧
縮画像を65で表している。

【００８９】マッチングは、対象ブロック62の低解像度
画像64と、探索領域の各ブロックの低解像度画像との間
で画像データのＳＡＤを演算することによって行なわ
れ、そのＳＡＤが最も小さい探索領域上の位置を求め、
対象ブロック62の低解像度画像64の位置からＳＡＤが最
小の探索領域上の位置に至る動きベクトル66が検出され
る。

【００９０】動きベクトル出力手段56は、マッチング手
段55が求めた動きベクトルをエンコーダ部25に出力す
る。

【００９１】なお、先の説明では、ＤＣＴ成分抽出手段
52が４×４ピクセルサイズの２次元ＤＣＴ画像を抽出す
る場合について説明したが、２×２の２次元ＤＣＴ画像
を抽出するようにしてもよい。

【００９２】このように、この動きベクトル検出では、
ＤＣＴ変換された映像信号から低周波成分のＤＣＴ画像
だけを取り出して逆変換し、得られた非圧縮画像を用い
て動きベクトルを検出している。そのため、マッチング
の演算量が少なくて済み、全探索を行なう場合に比べ
て、凡そ１／３２の時間で動きベクトルを検出すること
ができる。

【００９３】しかし、この方法では、動きベクトルの方
向や長さを、細かいステップで検出することができず、
例えば４×４ピクセルのブロックを用いた場合では、全
探索の２倍のステップ幅でしか動きベクトルを把握する
ことができない。

【００９４】従って、この方法は、動きベクトルの探索
領域を絞り込むために使用する方が相応しく、この方法
で動きベクトルを検出して、動きベクトルの探索領域を
限定し、次いで、限定した狭い範囲の探索領域に、全探
索や、あるいは第１の実施形態で示した、精度の高い動
きベクトル検出方法を適用して、最終的な動きベクトル
を検出する。こうすることにより、全体として、精度の
高い動きベクトル検出を短時間で実施することが可能と
なる。

【００９５】（第３の実施形態）第３の実施形態では、
第１の実施形態の方法を、演算量がさらに削減できるよ
うに改良した動きベクトル検出方法について説明する。

【００９６】この動きベクトル検出方法が、第１の実施
形態と同じ映像信号変換装置（図２）の動きベクトル検
出部（図１）において実施される場合について説明す
る。この方法では、マッチング手段17の動作が第１の実
施形態と違っているが、その他の各部の動作は全て同じ
である。

【００９７】このマッチング手段17の動作を図１０によ
り説明する。

【００９８】マッチング手段17は、１次元画像（ｘ）フ
レームメモリ16から、対象ブロックのｘ方向１次元画像
と、それに対応する過去フレームの探索領域におけるｘ
方向１次元画像とを読み出し、それらのマッチングを取
る。このとき、ＭＰＥＧではマクロブロック単位で動き
ベクトルが検出されるため、対象ブロックとして二ブロ
ックを合わせた１×１６のｘ方向１次元画像が読み出さ
れる。また、探索領域の範囲は動きベクトル検出部制御
手段19から指示される。

【００９９】このマッチングで動きベクトルを検出する
方法を図１０に示している。

【０１００】現フレーム111のＤＣＴ画像に含まれる対
象ブロック112のＤＣＴ係数からｘ方向１次元ＤＣＴ画
像が抽出され、これに１次元逆ＤＣＴが施され、こうし
て得られたｘ方向１次元非圧縮画像を、図１０では115
で表している。

【０１０１】また、これまでに行なわれた同様の処理で
得られたブロックごとのｘ方向１次元非圧縮画像は、１
次元画像（ｘ）フレームメモリ15にフレーム単位で纏め
られており、これが、ＤＣＴ画像の過去フレーム113に
対応するｘ方向１次元非圧縮画像となる。この内、探索
領域のｘ方向１次元非圧縮画像を114で表している。

【０１０２】同様に、現フレーム111のＤＣＴ画像に含
まれる対象ブロック112のＤＣＴ係数からｙ方向１次元
ＤＣＴ画像が抽出され、これに１次元逆ＤＣＴが施さ
れ、こうして得られたｙ方向１次元非圧縮画像を、図１
０では119で表している。

【０１０３】また、これまでに行なわれた同様の処理で
得られたブロックごとのｙ方向１次元非圧縮画像は、１
次元画像（ｙ）フレームメモリ16にフレーム単位で纏め
られており、これが、ＤＣＴ画像の過去フレーム113に
対応するｙ方向１次元非圧縮画像となる。この内、探索
領域のｙ方向１次元非圧縮画像を118で表している。

【０１０４】マッチングは、まず、対象ブロック112の
ｘ方向１次元非圧縮画像115を、探索領域のｘ方向１次
元非圧縮画像114の各行の上を１ピクセル分ずつｘ方向
に移動し、そのときの両者の間の画像データのＳＡＤを
演算することによって行なわれ、そのＳＡＤが最も小さ
い位置が検出される。ここまでの動作は第１の実施形態
と同じである。

【０１０５】いま、116の位置でＳＡＤが最小であった
とすると、対象ブロック112のｘ方向１次元非圧縮画像1
15の位置から116の位置までのｘ方向成分が動きベクト
ルｘ成分117として検出される。そして、マッチング手
段17は、116の位置（動きベクトルｘ成分117、ｙ方向の
行数）をマッチング手段17の内部のメモリに一旦格納す
る。

【０１０６】マッチング手段17は、次に、１次元画像
（ｙ）フレームメモリ16から、対象ブロックのｙ方向１
次元画像と、過去フレーム探索領域におけるｙ方向１次
元画像とを読み出すが、このとき、探索領域のｙ方向１
次元非圧縮画像118のすべてを読み出して探索領域とす
るのではなく、探索領域を探索範囲121に絞り込み、こ
の探索範囲121に含まれるｙ方向１次元画像のみを１次
元画像（ｙ）フレームメモリ16から読み出す。

【０１０７】この探索範囲121は、動きベクトルｘ成分
検出の際に、マッチング手段17の内部のメモリに保持し
ておいた116の位置を中心としたある一定の大きさを持
つ正方形である。

【０１０８】動きベクトルｙ成分を検出するためのマッ
チングは、対象ブロック112のｙ方向１次元非圧縮画像1
19と探索範囲121内のｙ方向１次元画像との間でＳＡＤ
を計算することによって行なわれ、そのＳＡＤが最も小
さい位置が検出される。

【０１０９】いま、120の位置でＳＡＤが最小であった
とすると、対象ブロック112のｙ方向１次元非圧縮画像1
19の位置から120の位置までのｙ方向成分が動きベクト
ルｙ成分122として検出される。

【０１１０】こうして求めた動きベクトルｘ成分と動き
ベクトルｙ成分とを合成したものが動きベクトルとな
る。

【０１１１】動きベクトル出力手段18は、マッチング手
段17が求めた動きベクトルをエンコーダ部25に出力す
る。

【０１１２】なお、この実施形態では、動きベクトルの
ｘ成分を先に検出し、動きベクトルのｙ成分の検出の際
に、ｘ成分の検出結果を利用して探索範囲を狭めている
が、この順序を逆にして、動きベクトルのｙ成分の検出
を先に行ない、動きベクトルｘ成分の検出時に、ｙ成分
の検出結果を利用して探索範囲を限定するようにしても
同じ効果が得られる。

【０１１３】このように、この実施形態の動きベクトル
検出では、第１の実施形態と同様に、２次元の領域から
各方向の成分（１次元）を抽出して、動き探索を行なっ
ているため、２次元の領域を使って行なう全探索と同じ
精度を得ることができる。また、第１の実施形態と違っ
て、動きベクトルの一方の成分を検出する際に得られる
位置情報を、他方の成分の検出時に利用して探索範囲を
限定しているため、動きベクトル検出に要する演算量を
削減することができ、第１の実施形態に比べて高速で動
きベクトルを検出することができる。

【０１１４】（第４の実施の形態）第４の実施形態の動
きベクトル検出方法は、非圧縮のデジタル映像信号をＭ
ＰＥＧ方式の映像信号に符号化する場合に適用すること
ができる。

【０１１５】この方法を実施する映像符号化装置は、図
１１に示すように、入力する非圧縮画像131を保持す
る、フレームメモリから成る入力手段144と、動きベク
トル検出を行なう動きベクトル検出部132と、検出され
た動きベクトルを用いて非圧縮画像信号131をＭＰＥＧ
データに符号化するエンコーダ（符号化）部139と、予
測画像を格納しておくフレームメモリ142と、符号化さ
れたＭＰＥＧデータ143を出力する出力手段145とを備え
ている。

【０１１６】また、動きベクトル検出部132は、入力手
段（フレームメモリ）144から画像をブロック単位で順
番に読み出すブロック読出し手段134と、各ブロックの
各行または各列の画素値の和をすべての行または列に対
して求めるアキュムレータアレイ135と、アキュムレー
タアレイ135で計算された１次元画素列を順番に記憶す
る１次元画像フレームメモリ136と、動き検索対象ブロ
ックの１次元画像とそれに対応する過去フレームの探索
領域の１次元画像とのマッチングを取り、動きベクトル
を検出するマッチング手段137と、マッチング手段で求
めた動きベクトルをエンコーダ部139に出力する動きベ
クトル出力手段138と、ブロック読み出し手段134及びマ
ッチング手段137の動作を制御する動きベクトル検出部
制御手段133とを備えている。

【０１１７】この非圧縮画像131は、入力手段144を介し
てエンコーダ部139と動きベクトル検出部132とに入力す
る。動きベクトル検出部132は、後述する方法により動
きベクトルを検出して、エンコーダ部139に送る。エン
コーダ部139では、送られて来る非圧縮画像と動きベク
トルとフレームメモリ142に記憶してある予測画像とを
用いてＭＰＥＧエンコードを行ない、出力手段145を介
してＭＰＥＧストリームを出力する。

【０１１８】動きベクトル検出部132は、次のような動
作で動きベクトルを検出する。

【０１１９】動きベクトル検出部制御手段133は、ブロ
ック読出し手段134及びマッチング手段137の各々がフレ
ーム中のどのブロックを処理しているかを把握し、各手
段の動作を制御する。ブロック読出し手段134は、入力
手段（フレームメモリ）144から画像をブロック単位で
順番に読み出し、アキュムレータアレイ135へブロック
を送る。

【０１２０】アキュムレータアレイ135は、図１２に示
すように、入力されたブロック151に対して、ｘ方向及
びｙ方向に沿ってブロック151内の画素値の和を求め、
１次元画像152、153をそれぞれ求める。ブロックの最上
行を０行とし、ブロックの最左行を０列としｘ，ｙの増
加する方向に行、列の番号が増加するものとする。アキ
ュムレータアレイ135内部にはブロック内の全画素を記
憶できるレジスタとアキュムレーション後の１次元画像
を記憶できるレジスタとを備えている。また、アキュム
レータアレイ135は、映像信号の画素に割り当てられた
ビット幅を一度に加算できるアキュムレータをブロック
の１辺に含まれる画素の数だけ有する。

【０１２１】アキュムレータアレイ135は、ｘ方向アキ
ュムレーションの際、アキュムレータアレイ135の各ア
キュムレータがブロックの行を担当し、各行の画素の和
を計算し、内部の１次元画像を保持しておくためのレジ
スタに結果を入れる。続いて、アキュムレータアレイ13
5は、ｙ方向アキュムレーションの際、アキュムレータ
アレイ135の各アキュムレータがブロックの列を担当
し、各列の画素の和を計算し先ほどと同様に、内部の１
次元画像を保持しておくためのレジスタに結果を入れ
る。

【０１２２】こうして、アキュムレータアレイ135は、
１次元画像152及び153を得た後、１次元フレームメモリ
136にそれらを書き込む。

【０１２３】このアキュムレータアレイ135から出力さ
れる１次元画像152及び153は、第１の実施形態において
１次元逆ＤＣＴ手段によって得られる１次元画像と本質
的に等価なものである。そのことを図１３の式を用いて
説明する。

【０１２４】式（１）は１次元ＤＣＴを示す。ここで、
ｆは画素値、Ｆは変換されたＤＣＴ係数、Ｎは変換する
領域、ｕは１次元方向の位置を示す。また、Ｃ（ｗ）は
変換時の定数であり、式（２）に示すような値を持つ。

【０１２５】式（３）は２次元ＤＣＴを示し、式（１）
を２次元に拡張したものである。いま、ＤＣＴ係数の０
列目に着目する。ＤＣＴ係数の０列目とは、式（３）で
ｖ＝０としたものであり、式（４）のようになる。ただ
し、式（４）の３行目で式（５）の置き換えを行なって
いる。式（４）の４行目のＧ（ｕ）はｇ（ｊ）を１次元
ＤＣＴしたものである。ＤＣＴにおける定数は本質的な
意味を持たないのでここでは考えないことにすると、式
（４）から、ＤＣＴ係数０列目は、ｇを行方向に関して
１次元ＤＣＴしたものであると言える。

【０１２６】ここで、第１の実施形態のｙ方向１次元逆
ＤＣＴ手段13によって得られるｙ方向１次元画像35（図
３）に注目すると、このｙ方向１次元画像35は、式
（４）で示されるＤＣＴ係数０列目、即ち、Ｆ（ｕ，
０）を１次元逆ＤＣＴしたものである。Ｆ（ｕ，０）を
１次元逆ＤＣＴしたものは、まさにｇ（ｊ）である。ｊ
はブロックの行を表すので、式（５）で表されるｇ
（ｊ）はブロック内の画素値の行ごとの和を取ったもの
である。

【０１２７】以上のことから、第１の実施形態のｙ方向
１次元逆ＤＣＴ手段13によって得られるｙ方向１次元画
像35とアキュムレータアレイ135が出力する１次元画像1
52とは本質的に等価であることが分かる。図１３では、
ｙ方向に関して説明したが同様にしてｘ方向１次元画像
も等価となる。

【０１２８】１次元画像フレームメモリ136は、アキュ
ムレータアレイ135から出力された１次元画像を順番に
記憶し、フレーム単位で蓄積する。なお、この１次元画
像フレームメモリ136は、ｘ方向１次元画像及びｙ方向
１次元画像の両方を蓄えるのに十分な容量を有する。

【０１２９】マッチング手段137は、１次元画像フレー
ムメモリ136から、対象ブロックのｘ方向１次元画像
と、それに対応する過去フレームの探索領域におけるｘ
方向１次元画像とを読み出し、それらのマッチングを取
る。このとき、ＭＰＥＧではマクロブロック単位で動き
ベクトルが検出されるため、対象ブロックとして二ブロ
ックを合わせた１×１６のｘ方向１次元画像が読み出さ
れる。また、探索領域の範囲は動きベクトル検出部制御
手段133から指示される。

【０１３０】このマッチングで動きベクトルのｘ方向成
分を、図４に示す第１の実施形態の検出方法と同じ方法
で検出する。同様に、マッチング手段137は、１次元画
像フレームメモリ136から、対象ブロックのｙ方向１次
元画像と、それに対応する過去フレームの探索領域にお
けるｙ方向１次元画像とを読み出し、それらのマッチン
グを取り、動きベクトルｙ方向成分を検出する。このと
き、第３の実施形態の検出方法（図１０）を採ることも
できる。

【０１３１】マッチング手段137は、こうして求めた動
きベクトルｘ方向成分と動きベクトルｙ方向成分とを合
成し、動きベクトルを得る。動きベクトル出力手段138
は、マッチング手段137が求めた動きベクトルをエンコ
ーダ部139に出力する。

【０１３２】このように、この第４の実施形態の動きベ
クトル検出では、非圧縮映像信号から１次元画像を作成
し、その１次元画像を用いて動きベクトルを検出してい
る。この動き予測では、２次元の領域から各方向の代表
成分（１次元）を作成して、動き探索を行なっているた
め、２次元の領域を使って行なう全探索と同じ精度を得
ることができる。この第４の実施形態の動きベクトル検
出部132のアキュムレータアレイ135が非圧縮画像から作
成した１次元画像は、第１の実施形態の１次元逆ＤＣＴ
手段13、14によって得られる１次元画像と同じものであ
り、第４の実施形態の動きベクトル検出方法は、非圧縮
映像の入力に対して、少ない演算量で高精度に動きベク
トルを検出することを可能にする。

【０１３３】（第５の実施形態）第５の実施形態の動き
ベクトル検出方法は、非圧縮のデジタル映像信号をＭＰ
ＥＧ方式の映像信号に符号化する映像符号化装置に対し
て、より適合した動きベクトルを与えることができる。

【０１３４】この動きベクトル検出では、非圧縮画像か
ら第４の実施形態の方法を用いて対象ブロックの１次元
画像を作成し、また、符号化の過程で作成されるＤＣＴ
画像データから第１の実施形態の方法を用いて過去フレ
ームの探索領域の１次元画像を作成し、これらの１次元
画像により動きベクトルを検出している。

【０１３５】この映像符号化装置は、図１４に示すよう
に、入力する非圧縮画像171を保持する、フレームメモ
リから成る入力手段184と、動きベクトル検出を行なう
動きベクトル検出部172と、検出された動きベクトルを
用いて非圧縮画像信号171をＭＰＥＧデータに符号化す
るエンコーダ部179と、予測画像を格納しておくフレー
ムメモリ182と、符号化されたＭＰＥＧデータ183を出力
する出力手段185とを備えている。

【０１３６】エンコーダ部179は、非圧縮画像及び動き
ベクトルから圧縮画像を生成するエンコードカーネル18
0と、圧縮画像をデコードしてフレームメモリ182に書き
込むための予測画像を生成するデコード手段181とを具
備し、また、動きベクトル検出部172は、入力手段（フ
レームメモリ）184から画像をブロック単位で順番に読
み出すブロック読出し手段174と、各ブロックの各行ま
たは各列の画素値の和をすべての行または列に対して求
めるアキュムレータアレイ175と、エンコーダ部179より
出力されるＤＣＴブロックからｘ方向及びｙ方向の各１
次元ＤＣＴ画像を抽出するＤＣＴ成分抽出手段186と、
１次元ＤＣＴ画像に対して逆ＤＣＴを施す１次元逆ＤＣ
Ｔ手段187と、デコードされた１次元画像を予測画像と
して１次元画像フレームメモリ176に書き込む予測画像
生成手段188と、１次元予測画像を順番に記憶する１次
元画像フレームメモリ176と、動き検索対象ブロックの
１次元画像とそれに対応する過去フレームの探索領域の
１次元予測画像とのマッチングを取り、動きベクトルを
検出するマッチング手段177と、マッチング手段177で求
めた動きベクトルをエンコーダ部179に出力する動きベ
クトル出力手段178と、ブロック読み出し手段174、マッ
チング手段177及び予測画像生成手段188の動作を制御す
る動きベクトル検出部制御手段173とを具備している。

【０１３７】このブロック読出し手段174、アキュムレ
ータアレイ175、マッチング手段177、１次元画像フレー
ムメモリ176及び動きベクトル出力手段178は、第４の実
施形態と同じものであり、ＤＣＴ成分抽出手段186及び
１次元逆ＤＣＴ手段187は、第１の実施形態と同じもの
である。

【０１３８】この非圧縮画像171は、入力手段184を介し
てエンコーダ部179と動きベクトル検出部172とに入力す
る。動きベクトル検出部172は、後述する方法により動
きベクトルを検出し、エンコーダ部179に送る。エンコ
ーダ部179では、エンコードカーネル180が送られて来る
非圧縮画像と動きベクトルとフレームメモリ182に記憶
してある予測画像とを用いてＭＰＥＧエンコードを行な
い、出力手段185を介してＭＰＥＧストリームを出力す
る。

【０１３９】まず、エンコーダ部179の動作について図
１５を用いて説明する。エンコーダ部179のエンコーダ
カーネル192は、減算器194、ＤＣＴ手段195、量子化手
段196、可変長符号化手段197、及び動き情報符号化手段
198を備え、また、デコード手段193は、逆量子化手段19
9、逆ＤＣＴ手段2000、及び加算器2001を備えている。
また、図１５の非圧縮画像190、フレームメモリ2002、
動きベクトル検出部2003、及びＭＰＥＧストリーム2004
は図１４と同じものである。

【０１４０】動きベクトル検出部2003は、非圧縮画像19
0のブロックに対して動き検出を行ない、動きベクトル
が検出できたときは検出した動きベクトルをエンコーダ
カーネル192へ送る。図示していないエンコーダカーネ
ル制御部は、動きベクトルがあるブロックに対しては減
算器194及び加算器2001のステートをオンに、動きベク
トルが無いブロックに対しては減算器194及び加算器200
1のステートをオフにセットする。

【０１４１】ＤＣＴ手段195は、減算器194のステートが
オンの時は、非圧縮画像ブロックと予測画像との差分を
得る。また、減算器194のステートがオフの時は、非圧
縮画像ブロックを得る。ＤＣＴ手段195は、受け取った
ブロックに対して二次元ＤＣＴを施し量子化手段196へ
出力する。量子化手段196は、受け取ったＤＣＴブロッ
クに対して量子化を施し可変長符号化手段及び逆量子化
手段199へ出力する。逆量子化手段199は受け取った量子
化データを逆量子化し、逆ＤＣＴ手段2000へ出力する。
逆ＤＣＴ手段2000は受け取ったＤＣＴブロックに対して
逆ＤＣＴを施し、加算器2001のステートがオンの時は、
フレームメモリ2002から予測画像を読み出し、出力を加
算した後、次のフレームの予測画像としてフレームメモ
リ2002の所定の位置へ書き込む。また、加算器2001のス
テートがオフの時は、逆ＤＣＴ手段2000は出力をそのま
まフレームメモリ2002の所定の位置へ書き込む。

【０１４２】デコード手段193は、動きベクトル検出部2
003で予測画像による動きベクトル検出が行なえるよう
に、逆量子化手段199の出力であるＤＣＴブロックを動
きベクトル検出手段2003に送る。また、それと同時に図
示していないエンコーダカーネル制御部が、そのブロッ
クに動きベクトルが存在するか否かという情報を動きベ
クトル検出手段2003に送る。

【０１４３】動きベクトル検出部172は、次のような動
作で動きベクトルを検出する。

【０１４４】動きベクトル検出部制御手段173は、ブロ
ック読出し手段174とマッチング手段177の各々がフレー
ム中のどのブロックを処理しているかを把握し、各手段
の動作を制御する。また、動きベクトル検出部制御手段
173は、エンコーダ部179から動きベクトルの存在情報を
得て、予測画像生成手段188に通知する。

【０１４５】ブロック読出し手段174は、入力手段（フ
レームメモリ）184から画像をブロック単位で順番に読
み出し、アキュムレータアレイ175へブロックを送る。
アキュムレータアレイ175は、入力されたブロックに対
して、ｘ方向及びｙ方向に沿ってブロック内の画素値の
和を求め、１次元画像をそれぞれ求める。

【０１４６】ＤＣＴ成分抽出手段186は、デコード手段1
81からデコード中間データであるＤＣＴブロックを受け
取り、そのＤＣＴブロックの最上行及び最左列のＤＣＴ
成分を抽出し、１次元逆ＤＣＴ手段187に出力する。１
次元逆ＤＣＴ手段187は、抽出された各々の１次元デー
タに対して１次元逆ＤＣＴを施し予測画像生成手段188
に出力する。予測画像生成手段188は、動きベクトル検
出部制御手段173から通知された動きベクトル存在情報
に基づき、もしそのブロックが動き補償されていれば、
１次元画像フレームメモリ176から相当する１次元予測
画像を読み出し、１次元逆ＤＣＴ手段187の出力に足し
合わせ、次のフレームの予測画像として１次元画像フレ
ームメモリ176の所定の位置へ書き込む。また、もしそ
のブロックが動き補償されていなければ、予測画像生成
手段188は、１次元逆ＤＣＴ手段187の出力をそのまま１
次元画像フレームメモリ176の所定の位置へ書き込む。
なお、この１次元画像フレームメモリ176は、ｘ方向１
次元画像とｙ方向１次元画像の両方を数フレーム分、蓄
えるのに十分な容量を有する。

【０１４７】マッチング手段177は、１次元アキュムレ
ータアレイ175によって求められた対象ブロックのｘ方
向１次元画像と、１次元画像フレームメモリ176から読
み出した対応する過去フレームの探索領域におけるｘ方
向１次元予測画像とを用いてマッチングを取る。このと
き、ＭＰＥＧではマクロブロック単位で動きベクトルが
検出されるため、対象ブロックとして二ブロックを合わ
せた１×１６のｘ方向１次元画像が読み出される。ま
た、探索領域の範囲は動きベクトル検出部制御手段173
から指示される。

【０１４８】このマッチングで動きベクトルのｘ方向成
分を検出する方法は、図４に示す第１の実施形態の検出
方法と同じである。同様に、マッチング手段177は、１
次元アキュムレータアレイ175によって求められた対象
ブロックのｙ方向１次元画像と、１次元画像フレームメ
モリ176から読み出した対応する過去フレームの探索領
域におけるｙ方向１次元予測画像とを用いてマッチング
を取り、動きベクトルｙ方向成分を検出する。このと
き、第３の実施形態の方法を採っても良い。

【０１４９】マッチング手段177は、こうして求めた動
きベクトルｘ方向成分と動きベクトルｙ方向成分とを合
成し、動きベクトルとする。動きベクトル出力手段178
は、マッチング手段177が求めた動きベクトルをエンコ
ーダ部179に出力する。

【０１５０】このように、この実施形態の動きベクトル
検出では、非圧縮映像信号から１次元画像を作成して、
それを動きベクトル検出参照ブロックとし、また、ＭＰ
ＥＧエンコーダ部内のデコード手段のデコード中間デー
タを用いて探索領域の１次元予測画像を作成し、両者の
マッチングにより動きベクトルを検出している。

【０１５１】この動き予測では、２次元の領域から各方
向の代表成分（１次元）を作成して、動き探索を行なっ
ているため、２次元の領域を使って行なう全探索と同じ
精度を得ることができる。

【０１５２】また、第４の実施形態では、動きベクトル
の検出を行なう探索領域の１次元画像を原画像から求め
ているが、第５の実施形態の動きベクトル検出方法で
は、エンコーダ部内で圧縮データをデコードし、それを
基に１次元予測画像を作成し、これを動き検出に用いて
いるため、エンコーダ部でのブロック差分の画素値を小
さく抑えることが可能となり、圧縮効率及び画質の向上
が可能となる。

【０１５３】また、第５の実施形態の動きベクトル検出
方法では、１次元予測画像を作成するのに、エンコーダ
部で作成された２次元予測画像を用いずに、エンコーダ
部内のデコード手段のデコード中間データから直接計算
している。そのため、大きな演算負荷を伴うこと無く、
１次元予測画像を得ることができる。

【０１５４】なお、この実施形態の動きベクトル検出部
では、ＭＰＥＧエンコーダ部内のデコード手段のデコー
ド中間データを用いて探索領域の１次元予測画像を作成
しているが、その代わりに、二次元の予測画像を記憶す
るフレームメモリ2003から、動きベクトル検出部2003が
ブロックを受け取り、アキュムレータアレイ175で探索
領域の１次元予測画像を作成し、動きベクトルを検出す
るようにすることもできる。

【０１５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の動きベクトル検出方法は、直交変換された映像信号か
ら情報量が集中している部分を取り出して用いているた
め、演算量の削減量が多いにも拘わらず、検出精度の低
下を抑えることができる。

【０１５６】また、ＤＣＴ変換された映像信号のブロッ
クから直流成分を含む１次元ＤＣＴ画像を取り出して用
いる動きベクトル検出方法は、検出速度の向上を実現す
ると共に、２次元画像による全探索と変わらない検出精
度を得ることができる。

【０１５７】また、非圧縮の映像信号から動きベクトル
を検出する方法は、非圧縮の映像信号のブロックから各
列または各行に含まれる画素値の和を求めることによっ
て、非圧縮の映像信号から、少ない演算量で、且つ、２
次元画像による全探索と変わらない検出精度で、動きベ
クトルを検出することができる。

【０１５８】また、これらの検出方法において、動きベ
クトルの一方の成分を検出する際に得られる位置情報
を、他方の成分の検出時に利用して探索範囲を限定する
ことによって、動きベクトル検出に要する演算量をさら
に削減することができる。

【０１５９】また、ＤＣＴ変換された映像信号のブロッ
クから低周波成分を含む少数のピクセルサイズの２次元
ＤＣＴ画像を取り出して用いる動きベクトル検出方法
は、検出精度は粗いものの極めて速い検出速度を得るこ
とができ、そのため、高精度の動きベクトル検出方法と
組み合わせて、探索領域の絞り込みに利用することによ
り、総合的な検出速度及び検出精度を高めることができ
る。

【０１６０】また、本発明の動きベクトル検出装置は、
検出速度及び検出精度が共に優れた動きベクトル検出方
法を実施することができる。

【０１６１】また、本発明の映像信号変換装置は、ブロ
ックごとにＤＣＴ変換されているＤＶデータの特性を利
用して、ＭＰＥＧ符号化に必要な動きベクトルを検出す
ることができ、ＭＰＥＧデータへの変換を効率化するこ
とができる。

【０１６２】また、入力する非圧縮映像信号から直接１
次元非圧縮画像を作成する手段と、ＭＰＥＧエンコーダ
のデコード中間データから過去フレームの１次元予測画
像を作成する手段とを備える映像信号変換装置は、圧縮
効率及び画質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態における動きベクトル検出装置
の構成を示すブロック図、

【図２】第１の実施形態の動きベクトル検出装置が組み
込まれた映像信号変換装置の構成を示すブロック図、

【図３】第１の実施形態の動きベクトル検出方法での１
次元画像の生成方法を説明する説明図、

【図４】第１の実施形態の動きベクトル検出方法でのマ
ッチング方法を説明する説明図、

【図５】第２の実施形態における動きベクトル検出装置
の構成を示すブロック図、

【図６】第２の実施形態の動きベクトル検出方法でのマ
ッチング方法を説明する説明図、

【図７】従来の符号化装置の構成を示すブロック図、

【図８】従来の一般的な動きベクトル検出方法を説明す
る説明図、

【図９】従来の動きベクトルの高速検出方法を説明する
説明図、

【図１０】第３の実施形態の動きベクトル検出方法での
マッチング方法を説明する説明図、

【図１１】第４の実施形態の動きベクトル検出装置が組
み込まれた映像信号変換装置の構成を示すブロック図、

【図１２】第４の実施形態のアキュムレータアレイによ
る１次元画像の生成方法を説明する図、

【図１３】第１の実施形態の１次元画像と第３の実施形
態の１次元画像が等価であることを説明する図、

【図１４】第５の実施形態の動きベクトル検出装置が組
み込まれた映像信号変換装置の構成を示すブロック図、

【図１５】第５の実施形態のエンコーダ部が組み込まれ
た映像信号変換装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

11、51 ＤＣＴブロック読出し手段 12、52、186 ＤＣＴ成分抽出手段 13 ｙ方向１次元逆ＤＣＴ手段 14 ｘ方向１次元逆ＤＣＴ手段 15 １次元画像（ｙ）フレームメモリ 16 １次元画像（ｘ）フレームメモリ 17、55、76、137、177 マッチング手段 18、56、77、138、178 動きベクトル出力手段 19、57、73、133、173 動きベクトル検出部制御手段 21 ＤＶ圧縮画像 22、144、184 入力手段 23 ＤＶデコーダ部 24、132、172、2003 動きベクトル検出部 25、78、139、179、191 エンコーダ部 26、145、185 出力手段 27、143、183、2004 ＭＰＥＧ圧縮画像 31 ＤＣＴブロック 32、33 マスク 34 ｘ方向対象画像 35 ｙ方向対象画像 41、61、11 現フレーム 42、62、112 対象ブロック 43、63、113 過去フレーム 44、114 探索領域のｘ方向１次元画像 45、115 対象ブロックのｘ方向１次元画像 46、116、120 相関度最大位置 47、117 動きベクトルｘ成分 48 補間画像 53 逆ＤＣＴ手段 54 低解像度フレームメモリ 64 対象ブロックの低解像度画像 65 探索領域の低解像度画像 66、86 動きベクトル 71、131、171、190 非圧縮画像 72 動きベクトル検出部 74、134、174 ブロック読出し手段 75、142、182、2002 フレームメモリ 79 圧縮画像 81 現在フレーム 82 対象ブロック 83 過去フレーム 84 探索領域 85 相関度最大ブロック 91、140、 180、192 エンコードカーネル 92、141、181、193 デコード手段 119 対象ブロックのｙ方向１次元画像 121 探索範囲 122 動きベクトルｘ成分 135、175 アキュムレータアレイ 136、176 １次元画像フレームメモリ 151 ブロック 152 ｙ方向１次元画像 153 ｘ方向１次元画像 187 １次元逆ＤＣＴ手段 188 予測画像生成手段 195 ＤＣＴ手段 196 量子化手段 197 可変長符号化手段 198 動き情報符号化手段 199 逆量子化手段 2000 逆ＤＣＴ手段

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号の圧縮符号化に用いる動きベク
   トルの検出方法において、 直交変換された映像信号から情報量が集中している部分
   を取り出して逆変換し、前記逆変換で得られた動き検出
   対象領域の非圧縮画像と探索領域の非圧縮画像とを用い
   て、前記探索領域から動き検出対象領域の動きベクトル
   を検出することを特徴とする動きベクトル検出方法。
2. 【請求項２】 ＤＣＴ変換された映像信号のブロックか
   ら直流成分を含む１次元ＤＣＴ画像を取り出して逆変換
   し、前記逆変換で得られた動き検出対象領域の１次元非
   圧縮画像と探索領域の１次元非圧縮画像とを用いて、前
   記探索領域から動き検出対象領域の動きベクトルを検出
   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。
3. 【請求項３】 前記ブロックから、前記１次元ＤＣＴ画
   像としてｘ方向１次元ＤＣＴ画像とｙ方向１次元ＤＣＴ
   画像とを取り出して逆変換し、前記ｘ方向１次元ＤＣＴ
   画像の逆変換で得られた動き検出対象領域のｘ方向１次
   元非圧縮画像と探索領域のｘ方向１次元非圧縮画像とを
   用いて、前記探索領域から動き検出対象領域の動きベク
   トルｘ成分を検出し、前記ｙ方向１次元ＤＣＴ画像の逆
   変換で得られた動き検出対象領域のｙ方向１次元非圧縮
   画像と探索領域のｙ方向１次元非圧縮画像とを用いて、
   前記探索領域から動き検出対象領域の動きベクトルｙ成
   分を検出し、前記動きベクトルｘ成分及び動きベクトル
   ｙ成分を合成して動きベクトルを求めることを特徴とす
   る請求項２に記載の動きベクトル検出方法。
4. 【請求項４】 前記ブロックから、前記ｘ方向１次元Ｄ
   ＣＴ画像として１×８ピクセルのＤＣＴ係数を取り出
   し、前記ｙ方向１次元ＤＣＴ画像として８×１ピクセル
   のＤＣＴ係数を取り出すことを特徴とする請求項３に記
   載の動きベクトル検出方法。
5. 【請求項５】 前記ブロックから、前記ｘ方向１次元Ｄ
   ＣＴ画像として１×６または１×４ピクセルのＤＣＴ係
   数を取り出し、前記ｙ方向１次元ＤＣＴ画像として６×
   １または４×１ピクセルのＤＣＴ係数を取り出すことを
   特徴とする請求項３に記載の動きベクトル検出方法。
6. 【請求項６】 非圧縮の映像信号から動きベクトルを検
   出する動きベクトル検出方法において、 非圧縮の映像信号のブロックから各列または各行に含ま
   れる画素値の和を求めることによって動き検出対象領域
   のｘ方向またはｙ方向の１次元非圧縮画像を作成し、こ
   の１次元非圧縮画像と、探索領域のｘ方向またはｙ方向
   の１次元非圧縮画像とを用いて、前記探索領域から動き
   検出対象領域の動きベクトルを検出することを特徴とす
   る動きベクトル検出方法。
7. 【請求項７】 前記探索領域のｘ方向またはｙ方向の１
   次元非圧縮画像として、非圧縮の映像信号のブロックか
   ら各列または各行に含まれる画素値の和を求めることに
   よって作成した１次元非圧縮画像を用いることを特徴と
   する請求項６に記載の動きベクトル検出方法。
8. 【請求項８】 前記探索領域のｘ方向またはｙ方向の１
   次元非圧縮画像として、ＤＣＴ変換された映像信号のブ
   ロックから直流成分を含む１次元ＤＣＴ画像を抽出し、
   これを逆変換することによって作成した１次元非圧縮画
   像を用いることを特徴とする請求項６に記載の動きベク
   トル検出方法。
9. 【請求項９】 前記動き検出対象領域の前記各列に含ま
   れる画素値の和から作成したｘ方向１次元非圧縮画像
   と、前記探索領域のｘ方向１次元非圧縮画像とを用い
   て、前記探索領域から動き検出対象領域の動きベクトル
   ｘ成分を検出し、前記動き検出対象領域の前記各行に含
   まれる画素値の和から作成したｙ方向１次元非圧縮画像
   と、前記探索領域のｙ方向１次元非圧縮画像とを用い
   て、前記探索領域から動き検出対象領域の動きベクトル
   ｙ成分を検出し、前記動きベクトルｘ成分及び動きベク
   トルｙ成分を合成して動きベクトルを求めることを特徴
   とする請求項６に記載の動きベクトル検出方法。
10. 【請求項１０】 前記探索領域のｘ方向１次元非圧縮画
    像の各々から、それらの中間に位置するｘ方向１次元非
    圧縮画像を補間し、前記探索領域のｙ方向１次元非圧縮
    画像の各々から、それらの中間に位置するｙ方向１次元
    非圧縮画像を補間することを特徴とする請求項３または
    ９に記載の動きベクトル検出方法。
11. 【請求項１１】 前記探索領域から動き検出対象領域の
    動きベクトルｘ成分及び動きベクトルｙ成分を検出する
    とき、後から検出する動きベクトル成分の探索領域上の
    探索範囲を、先に行なった動きベクトル成分の検出にお
    いて、１次元非圧縮画像が検出された探索領域上の位置
    の周囲に限定することを特徴とする請求項３または９に
    記載の動きベクトル検出方法。
12. 【請求項１２】 ＤＣＴ変換された映像信号のブロック
    から低周波成分を含む４×４または２×２ピクセルサイ
    ズの２次元ＤＣＴ画像を取り出して４×４または２×２
    サイズのＤＣＴ逆変換を施し、前記逆変換で得られた動
    き検出対象領域の２次元非圧縮画像と探索領域の２次元
    非圧縮画像とを用いて、前記探索領域から動き検出対象
    領域の動きベクトルを検出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。
13. 【請求項１３】 前記動きベクトルの検出結果に基づい
    て、探索領域を限定し、限定した前記探索領域に対して
    高精度の動きベクトル検出方法を適用することを特徴と
    する請求項１２に記載の動きベクトル検出方法。
14. 【請求項１４】 前記高精度の動きベクトル検出方法と
    して、請求項３または４に記載の動きベクトル検出方法
    を適用することを特徴とする請求項１３に記載の動きベ
    クトル検出方法。
15. 【請求項１５】 映像信号の圧縮符号化に用いる動きベ
    クトルを検出する動きベクトル検出装置において、 ＤＣＴ変換された映像信号のブロックから、低周波成分
    を含むｘ方向１次元ＤＣＴ画像とｙ方向１次元ＤＣＴ画
    像とを抽出するＤＣＴ成分抽出手段と、 前記ｘ方向１次元ＤＣＴ画像を逆変換してｘ方向１次元
    非圧縮画像を生成するｘ方向１次元逆ＤＣＴ手段と、 前記ｙ方向１次元ＤＣＴ画像を逆変換してｙ方向１次元
    非圧縮画像を生成するｙ方向１次元逆ＤＣＴ手段と、 生成されたｘ方向１次元非圧縮画像を順番に記憶するｘ
    方向１次元画像フレームメモリと、 生成されたｙ方向１次元非圧縮画像を順番に記憶するｙ
    方向１次元画像フレームメモリと、 動き検出対象領域のｘ方向１次元非圧縮画像と探索領域
    のｘ方向１次元非圧縮画像とを用いて、動き検出対象領
    域の動きベクトルｘ成分を検出し、動き検出対象領域の
    ｙ方向１次元非圧縮画像と探索領域のｙ方向１次元非圧
    縮画像とを用いて、動き検出対象領域の動きベクトルｙ
    成分を検出し、前記動きベクトルｘ成分及び動きベクト
    ルｙ成分を合成して動きベクトルを求めるマッチング手
    段とを備えることを特徴とする動きベクトル検出装置。
16. 【請求項１６】 映像信号の圧縮符号化に用いる動きベ
    クトルを検出する動きベクトル検出装置において、 ＤＣＴ変換された映像信号のブロックから、低周波成分
    を含む４×４または２×２ピクセルサイズの２次元ＤＣ
    Ｔ画像を抽出するＤＣＴ成分抽出手段と、 前記２次元ＤＣＴ画像を逆変換して低解像度非圧縮画像
    を生成する逆ＤＣＴ手段と、 生成された低解像度非圧縮画像を順番に記憶するフレー
    ムメモリと、 動き検出対象領域の低解像度非圧縮画像と探索領域の低
    解像度非圧縮画像とを用いて、動き検出対象領域の動き
    ベクトルを検出するマッチング手段とを備えることを特
    徴とする動きベクトル検出装置。
17. 【請求項１７】 ＤＶフォーマットで圧縮符号化された
    ＤＶデータをＭＰＥＧフォーマットで圧縮符号化された
    ＭＰＥＧデータに変換する映像信号変換装置において、 ＤＶデータを復号して非圧縮映像信号を生成するＤＶデ
    コーダと、 ＤＣＴ変換されたＤＶデータを用いて動きベクトルを検
    出する動きベクトル検出手段と、 前記ＤＶデコーダから送られて来る非圧縮映像信号と前
    記動きベクトル検出手段から送られて来る動きベクトル
    とを用いてＭＰＥＧデータへの符号化を行なうエンコー
    ダとを備え、前記動きベクトル検出手段として、請求項
    １５に記載の動きベクトル検出装置を具備することを特
    徴とする映像信号変換装置。
18. 【請求項１８】 前記動きベクトル検出手段として、さ
    らに請求項１６に記載の動きベクトル検出装置を具備
    し、前記動きベクトル検出装置の探索結果に基づいて、
    探索領域を限定することを特徴とする請求項１７に記載
    の映像信号変換装置。
19. 【請求項１９】 非圧縮の映像信号から動きベクトルを
    検出する動きベクトル検出装置において、 前記映像信号のブロックから、各ブロックの各列または
    各行の画素値の和をすべての列または行に対して計算し
    て１次元非圧縮画像を求めるアキュムレータアレイと、 前記アキュムレータアレイが求めた前記１次元非圧縮画
    像を順番に記憶する１次元画像フレームメモリと、 動き検索対象ブロックの１次元非圧縮画像とそれに対応
    する過去フレームの探索領域の１次元非圧縮画像とのマ
    ッチングを取り、動きベクトルを検出するマッチング手
    段とを備えることを特徴とする動きベクトル検出装置。
20. 【請求項２０】 非圧縮映像信号をＭＰＥＧフォーマッ
    トで圧縮符号化されたＭＰＥＧデータに変換する映像信
    号変換装置において、 入力する非圧縮映像信号から動きベクトルを検出する動
    きベクトル検出手段と、 入力する非圧縮映像信号と前記動きベクトル検出手段か
    ら送られて来る動きベクトルとを用いてＭＰＥＧデータ
    への符号化を行なう符号化手段とを備え、 前記動きベクトル検出手段として、請求項１９に記載の
    動きベクトル検出装置を具備することを特徴とする映像
    信号変換装置。
21. 【請求項２１】 非圧縮映像信号をＭＰＥＧフォーマッ
    トで圧縮符号化されたＭＰＥＧデータに変換する映像信
    号変換装置において、 入力する非圧縮映像信号から動きベクトルを検出する動
    きベクトル検出手段と、 入力する非圧縮映像信号と前記動きベクトル検出手段か
    ら送られて来る動きベクトルとを用いてＭＰＥＧデータ
    への符号化を行なう符号化手段とを備え、 前記動きベクトル検出手段が、 入力する非圧縮映像信号のブロックから、各ブロックの
    各列または各行の画素値の和をすべての列または行に対
    して計算して動き検索対象ブロックの１次元非圧縮画像
    を求めるアキュムレータアレイと、 前記符号化手段が中間データとして生成するＤＣＴ変換
    されたブロックから直流成分を含む１次元ＤＣＴ画像を
    取り出すＤＣＴ成分抽出手段と、 取り出された前記１次元ＤＣＴ画像を逆変換する逆変換
    手段と、 前記逆変換手段の出力を基に過去フレームの１次元非圧
    縮画像を生成する予測画像生成手段と、 前記予測画像生成手段によって生成された過去フレーム
    の１次元非圧縮画像を記憶する１次元画像フレームメモ
    リと、 前記アキュムレータアレイから出力された動き検索対象
    ブロックの１次元非圧縮画像と、前記１次元画像フレー
    ムメモリから読み出した、対応する過去フレームの探索
    領域の１次元非圧縮画像とのマッチングを取り、動きベ
    クトルを検出するマッチング手段とを備えることを特徴
    とする映像信号変換装置。