JPH1169358A - 動画像の動きベクトル予測方法 - Google Patents
動画像の動きベクトル予測方法Info
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- JPH1169358A JPH1169358A JP23328097A JP23328097A JPH1169358A JP H1169358 A JPH1169358 A JP H1169358A JP 23328097 A JP23328097 A JP 23328097A JP 23328097 A JP23328097 A JP 23328097A JP H1169358 A JPH1169358 A JP H1169358A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 動きベクトルの計算を双一次補間を選択的に
利用して行う方法で計算量と複雑度を改善した動画像の
動きベクトル予測方法を提供する。 【解決手段】 全てのマクロブロックのＹ成分に対して
動き予測を行う。動きベクトルが求められると符号化予
測モードを決定し、符号化予測モードがＩＮＴＥＲモー
ドと決定されたブロックに対してｈａｌｆｐｅｌ探索を
行い、１６×１６ブロックの動きベクトル（ＭＶ16）と
周囲ブロックの動きベクトルを用いて双一次補間を行っ
た動きベクトル（ＭＶi bil）のうち、該当８×８ブロッ
クに対するＳＡＤの小さなベクトルを初期動きベクトル
として選択する。
利用して行う方法で計算量と複雑度を改善した動画像の
動きベクトル予測方法を提供する。 【解決手段】 全てのマクロブロックのＹ成分に対して
動き予測を行う。動きベクトルが求められると符号化予
測モードを決定し、符号化予測モードがＩＮＴＥＲモー
ドと決定されたブロックに対してｈａｌｆｐｅｌ探索を
行い、１６×１６ブロックの動きベクトル（ＭＶ16）と
周囲ブロックの動きベクトルを用いて双一次補間を行っ
た動きベクトル（ＭＶi bil）のうち、該当８×８ブロッ
クに対するＳＡＤの小さなベクトルを初期動きベクトル
として選択する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＰＥＧ４に対応
する動きベクトル予測に関し、特に動きベクトルの計算
を双一次補間を選択的に利用して行う方法で計算量と複
雑度を改善した動画像の動きベクトル予測方法に関す
る。
する動きベクトル予測に関し、特に動きベクトルの計算
を双一次補間を選択的に利用して行う方法で計算量と複
雑度を改善した動画像の動きベクトル予測方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在標準化作業が進んでいるＭＰＥＧ４
の概略的な推進内容は以下の通りである。ＭＰＥＧ４
は、今まで適用されてきたＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２の機
能とは全く異なる機能を追求するもので、通信、コンピ
ューター、放送等の技術領域が融合されてマルチ化され
る現在の傾向に対応するためのものである。すなわち、
独立的に技術の革新を成しとげた種々の技術領域を全て
包括できる融合技術領域の機能の実現、及びその応用分
野の開拓を目標とする。ＭＰＥＧ４が追求する方向は、
超低ビット率でＡＶ符号化を可能にする技術、そして従
来とは全く異なる新たな機能の実現、等に大別される。
ここで、超低ビット率でＡＶ符号化を可能にするべく試
みられている第１の方法としては、ＭＰＥＧ１、２で使
われているＤＣＴ変換技術を使用せず、全く新たな符号
化技術、例えばブロック境界での歪みが少なく且つ符号
化効率が高いウエーブレット符号化方式等をあげられ
る。そして、第２の方法としては、ＭＰＥＧ１、２での
符号化がマクロブロック単位の動き補償を行っているの
と異なり、アフィン変換などの他の方式で動き補償を行
うことをあげられる。第３の方法として、境界内符号化
(contour coding)とオブジェクト指向符号化方式を含む
領域基盤符号化（region based coding)があげられる。
第４の方法として、１／１０００以上の圧縮率を実現可
能なフラクタル符号化方式をあげることができる。
の概略的な推進内容は以下の通りである。ＭＰＥＧ４
は、今まで適用されてきたＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２の機
能とは全く異なる機能を追求するもので、通信、コンピ
ューター、放送等の技術領域が融合されてマルチ化され
る現在の傾向に対応するためのものである。すなわち、
独立的に技術の革新を成しとげた種々の技術領域を全て
包括できる融合技術領域の機能の実現、及びその応用分
野の開拓を目標とする。ＭＰＥＧ４が追求する方向は、
超低ビット率でＡＶ符号化を可能にする技術、そして従
来とは全く異なる新たな機能の実現、等に大別される。
ここで、超低ビット率でＡＶ符号化を可能にするべく試
みられている第１の方法としては、ＭＰＥＧ１、２で使
われているＤＣＴ変換技術を使用せず、全く新たな符号
化技術、例えばブロック境界での歪みが少なく且つ符号
化効率が高いウエーブレット符号化方式等をあげられ
る。そして、第２の方法としては、ＭＰＥＧ１、２での
符号化がマクロブロック単位の動き補償を行っているの
と異なり、アフィン変換などの他の方式で動き補償を行
うことをあげられる。第３の方法として、境界内符号化
(contour coding)とオブジェクト指向符号化方式を含む
領域基盤符号化（region based coding)があげられる。
第４の方法として、１／１０００以上の圧縮率を実現可
能なフラクタル符号化方式をあげることができる。
【０００３】ＭＰＥＧ４で今まで十分に実現されない機
能を具現するべく推進する新たな機能には以下の８つが
上げられている。符号化効率の改善、内容に合わせる分
解能可変性（スケーラビリティ）、内容操作とビット列
の編集、エラー耐性の改善、マルチメディア・データベ
ースのアクセス、複数の同期データの符号化、自然デー
タと合成データのハイブリッド符号化、超低ビット率で
のランダム・アクセス性の改善、等である。
能を具現するべく推進する新たな機能には以下の８つが
上げられている。符号化効率の改善、内容に合わせる分
解能可変性（スケーラビリティ）、内容操作とビット列
の編集、エラー耐性の改善、マルチメディア・データベ
ースのアクセス、複数の同期データの符号化、自然デー
タと合成データのハイブリッド符号化、超低ビット率で
のランダム・アクセス性の改善、等である。
【０００４】以下、添付図面に基づき従来の技術の動画
像の動きベクトル予測方法を説明する。図１〜図３は、
従来の技術のＯＢＭＣ(Overlapped Block Motion Compe
nsation)によるピクセル加重値を有する８×８ブロック
のマトリックスである。ＭＰＥＧ４の標準化過程で提案
されている動きベクトル予測及び補償方法には、シャー
プ社の多重モード歪曲予測(multimode warping predict
ion)を用いた動き予測及び補償方法、ＮＯＫＩＡ社の可
変ブロックサイズ(variable block size）の動き予測方
法などがある。これら方法は、優れた特性を有している
が、計算量が多く、高複雑度などの問題をもっている。
現在、ＭＰＥＧ規格下の動きベクトル（ＭＶ）予測方法
の拡張モードでは１６×１６マクロブロック単位で動き
予測を行い、比較的エラーの大きな部分に対しては８×
８ブロック単位で動き予測を行う２段階の動き予測技法
を採用している。そして、動き補償技法としてはＨ．２
６３にすでに適用されているＯＢＭＣを用いている。上
記した動き予測及び補償技術は、動き予測部で生じるブ
ロック化現象、すなわちブロック歪みを除去するにかな
り効果がある。
像の動きベクトル予測方法を説明する。図１〜図３は、
従来の技術のＯＢＭＣ(Overlapped Block Motion Compe
nsation)によるピクセル加重値を有する８×８ブロック
のマトリックスである。ＭＰＥＧ４の標準化過程で提案
されている動きベクトル予測及び補償方法には、シャー
プ社の多重モード歪曲予測(multimode warping predict
ion)を用いた動き予測及び補償方法、ＮＯＫＩＡ社の可
変ブロックサイズ(variable block size）の動き予測方
法などがある。これら方法は、優れた特性を有している
が、計算量が多く、高複雑度などの問題をもっている。
現在、ＭＰＥＧ規格下の動きベクトル（ＭＶ）予測方法
の拡張モードでは１６×１６マクロブロック単位で動き
予測を行い、比較的エラーの大きな部分に対しては８×
８ブロック単位で動き予測を行う２段階の動き予測技法
を採用している。そして、動き補償技法としてはＨ．２
６３にすでに適用されているＯＢＭＣを用いている。上
記した動き予測及び補償技術は、動き予測部で生じるブ
ロック化現象、すなわちブロック歪みを除去するにかな
り効果がある。
【０００５】かかる動き予測及び補償技術の具体的な動
作の流れは以下の通りである。まず、拡張モードがＯＮ
状態になると、１６×１６マクロブロックサイズで動き
ベクトルを探す際に、８×８ブロックの動きベクトルを
探すことになるが、その中心点を既に求めた１６×１６
マクロブロックの動きベクトルに置き、ｘ、ｙ方向へ±
２．５ピクセルをサーチして８×８ブロックの動きベク
トルを求める。そして、ＯＢＭＣ過程を経るようになる
が、基準フレームのピクセル値をＰ（ｉ，ｊ）、新たな
ピクセル値をｐ（ｉ，ｊ）とすれば、ｐ （ｉ，ｊ）＝（ｑ（ｉ，ｊ）＊Ｈ0（ｉ，ｊ）＋ｒ
（ｉ，ｊ）＊Ｈ1（ｉ，ｊ）＋ｓ（ｉ，ｊ）＊Ｈ2（ｉ，
ｊ）＋４）//８ ここで、 ｑ（ｉ，ｊ）＝ｐ（ｉ＋ＭＶ0 x，ｊ＋ＭＶ0 y） ｒ（ｉ，ｊ）＝ｐ（ｉ＋ＭＶ1 x，ｊ＋ＭＶ1 y） ｓ（ｉ，ｊ）＝ｐ（ｉ＋ＭＶ2 x，ｊ＋ＭＶ2 y） である。図１〜図３はＯＢＭＣ過程におけるピクセル加
重値を示し、このような動き予測及び動き補償方法は動
き予測部で発生するブロック化現象を効果的に遮断可能
な技術である。
作の流れは以下の通りである。まず、拡張モードがＯＮ
状態になると、１６×１６マクロブロックサイズで動き
ベクトルを探す際に、８×８ブロックの動きベクトルを
探すことになるが、その中心点を既に求めた１６×１６
マクロブロックの動きベクトルに置き、ｘ、ｙ方向へ±
２．５ピクセルをサーチして８×８ブロックの動きベク
トルを求める。そして、ＯＢＭＣ過程を経るようになる
が、基準フレームのピクセル値をＰ（ｉ，ｊ）、新たな
ピクセル値をｐ（ｉ，ｊ）とすれば、ｐ （ｉ，ｊ）＝（ｑ（ｉ，ｊ）＊Ｈ0（ｉ，ｊ）＋ｒ
（ｉ，ｊ）＊Ｈ1（ｉ，ｊ）＋ｓ（ｉ，ｊ）＊Ｈ2（ｉ，
ｊ）＋４）//８ ここで、 ｑ（ｉ，ｊ）＝ｐ（ｉ＋ＭＶ0 x，ｊ＋ＭＶ0 y） ｒ（ｉ，ｊ）＝ｐ（ｉ＋ＭＶ1 x，ｊ＋ＭＶ1 y） ｓ（ｉ，ｊ）＝ｐ（ｉ＋ＭＶ2 x，ｊ＋ＭＶ2 y） である。図１〜図３はＯＢＭＣ過程におけるピクセル加
重値を示し、このような動き予測及び動き補償方法は動
き予測部で発生するブロック化現象を効果的に遮断可能
な技術である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】２段階の動き予測技法
を採択し、動き補償技法としてＯＢＭＣを用いている従
来の技術においては、動き予測を１６×１６マクロブロ
ック単位で行い、比較的エラーの大きな部分に対しては
再度８×８ブロック単位で動き予測を行う２段階の動き
予測方法を採用しているので、計算量が多く、且つ複雑
であって効率性が落ちる。これは、超低ビット率でのＡ
Ｖ（Audio/Video)符号化を可能にし且つ新たな機能を実
現可能にする、などを目的として推進されるＭＰＥＧ４
に適切に対応しないという問題を引き起こす。本発明
は、この種の従来の技術の動きベクトル予測技術の問題
を解決するためになされたもので、動きベクトルの計算
を双一次補間を選択的に利用して行う方法で計算量と複
雑度を改善できる動画像の動きベクトル予測方法を提供
することを目的とする。
を採択し、動き補償技法としてＯＢＭＣを用いている従
来の技術においては、動き予測を１６×１６マクロブロ
ック単位で行い、比較的エラーの大きな部分に対しては
再度８×８ブロック単位で動き予測を行う２段階の動き
予測方法を採用しているので、計算量が多く、且つ複雑
であって効率性が落ちる。これは、超低ビット率でのＡ
Ｖ（Audio/Video)符号化を可能にし且つ新たな機能を実
現可能にする、などを目的として推進されるＭＰＥＧ４
に適切に対応しないという問題を引き起こす。本発明
は、この種の従来の技術の動きベクトル予測技術の問題
を解決するためになされたもので、動きベクトルの計算
を双一次補間を選択的に利用して行う方法で計算量と複
雑度を改善できる動画像の動きベクトル予測方法を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ＭＰＥＧ４ビデオＶＭに
おいて、動きベクトルの計算を双一次補間を選択的に利
用して行う方法で計算量と複雑度を改善した本発明の動
画像の動きベクトル予測方法は、全てのマクロブロック
のＹ成分に対して動き予測を行う段階と、動きベクトル
が求められると符号化予測モードを決定する段階と、符
号化予測モードがＩＮＴＥＲモードと決定されたブロッ
クに対してハーフ・ペル探索を行う段階と、１６×１６
ブロックの動きベクトル（ＭＶ16）と周囲ブロックの動
きベクトルを用いて双一次補間を行った動きベクトル
（ＭＶi bil）のうち、該当８×８ブロックに対するＳＡ
Ｄ(Summation Absolute Differenial)の小さなベクトル
を初期動きベクトルとして選択する段階と、８×８ブロ
ックの初期動きベクトルが全部決められると、各々に対
して±２の探索領域で局所的な探索を行う段階と、再度
±０．５のハーフ・ペル探索を行って最終的な動きベク
トルを探し、それを利用して８×８ブロック単位で動き
を予測或いは１６×１６ブロック単位で動きを予測する
段階と、を備えることを特徴とする。
おいて、動きベクトルの計算を双一次補間を選択的に利
用して行う方法で計算量と複雑度を改善した本発明の動
画像の動きベクトル予測方法は、全てのマクロブロック
のＹ成分に対して動き予測を行う段階と、動きベクトル
が求められると符号化予測モードを決定する段階と、符
号化予測モードがＩＮＴＥＲモードと決定されたブロッ
クに対してハーフ・ペル探索を行う段階と、１６×１６
ブロックの動きベクトル（ＭＶ16）と周囲ブロックの動
きベクトルを用いて双一次補間を行った動きベクトル
（ＭＶi bil）のうち、該当８×８ブロックに対するＳＡ
Ｄ(Summation Absolute Differenial)の小さなベクトル
を初期動きベクトルとして選択する段階と、８×８ブロ
ックの初期動きベクトルが全部決められると、各々に対
して±２の探索領域で局所的な探索を行う段階と、再度
±０．５のハーフ・ペル探索を行って最終的な動きベク
トルを探し、それを利用して８×８ブロック単位で動き
を予測或いは１６×１６ブロック単位で動きを予測する
段階と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明の
実施形態の動画像の動きベクトル予測方法を詳細に説明
する。図４、図５は、本実施形態のマクロブロックのマ
トリックス及び動きベクトル予測方法を示す構成図であ
り、図６、７は、本実施形態の動きベクトル予測方法を
示すフローチャートである。本実施形態の動きベクトル
予測方法は、８×８ブロックの動きベクトルを予測する
にあたって、双一次補間を用いて拡張モード（ＭＰＥＧ
勧告案のＨ．２６３のバージョンアップされたモードを
指す）での動きベクトルの予測方法を改善したものであ
る。すなわち、初期動きベクトルとして、現在マクロブ
ロックの動きベクトルだけを選ばずに、現在ブロックの
動きベクトルと、その周囲ブロックの動きベクトルを双
一次補間した動きベクトルとのうちから選択的に適用す
ることである。多重モード歪曲予測(multimode warping
prediction)を用いた動き予測及び補償のように８×８
ブロック内の全ての画素に対して双一次補間を行わず、
８×８ブロックの中心画素の動きベクトルにのみ双一次
補間を行うので、計算量はあまり大きくない。さらに、
マクロブロック内にいろんな運動体がある場合、初期動
きベクトルとして周囲の動きベクトルを利用して双一次
補間を行ったベクトルを採択するのが、マクロブロック
の動きベクトルを採択するよりも一層正確になる可能性
がある。
実施形態の動画像の動きベクトル予測方法を詳細に説明
する。図４、図５は、本実施形態のマクロブロックのマ
トリックス及び動きベクトル予測方法を示す構成図であ
り、図６、７は、本実施形態の動きベクトル予測方法を
示すフローチャートである。本実施形態の動きベクトル
予測方法は、８×８ブロックの動きベクトルを予測する
にあたって、双一次補間を用いて拡張モード（ＭＰＥＧ
勧告案のＨ．２６３のバージョンアップされたモードを
指す）での動きベクトルの予測方法を改善したものであ
る。すなわち、初期動きベクトルとして、現在マクロブ
ロックの動きベクトルだけを選ばずに、現在ブロックの
動きベクトルと、その周囲ブロックの動きベクトルを双
一次補間した動きベクトルとのうちから選択的に適用す
ることである。多重モード歪曲予測(multimode warping
prediction)を用いた動き予測及び補償のように８×８
ブロック内の全ての画素に対して双一次補間を行わず、
８×８ブロックの中心画素の動きベクトルにのみ双一次
補間を行うので、計算量はあまり大きくない。さらに、
マクロブロック内にいろんな運動体がある場合、初期動
きベクトルとして周囲の動きベクトルを利用して双一次
補間を行ったベクトルを採択するのが、マクロブロック
の動きベクトルを採択するよりも一層正確になる可能性
がある。
【０００９】図４、５は、本実施形態のマクロブロック
内の４つの８×８ブロックの初期動きベクトルを求める
のを示す図である。すなわち、初期動きベクトルを求め
るとは、既存のＶＭ(Verification Model)の拡張モード
でのように１６×１６ブロックの動きベクトルを全部採
択するのでなく、エラー(Summation Absolute Differen
tial; ＳＡＤ）がより小さい場合には双一次補間した動
きベクトルを採択して用いる。そうしたあとで、各８×
８ブロックの動きベクトルを中心とする狭い領域の探索
を行う。この探索は、復号された前ＶＯＰ（Video Obje
ct Plan)に対して行われる。４つの８×８ＭＶによるエ
ラーが１６×１６ＭＶによるエラーよりも小さい場合に
は、そのマクロブロックは８×８ブロック単位で動き補
償を行い、そうでない場合には１６×１６ブロック単位
で動き補償を行う。
内の４つの８×８ブロックの初期動きベクトルを求める
のを示す図である。すなわち、初期動きベクトルを求め
るとは、既存のＶＭ(Verification Model)の拡張モード
でのように１６×１６ブロックの動きベクトルを全部採
択するのでなく、エラー(Summation Absolute Differen
tial; ＳＡＤ）がより小さい場合には双一次補間した動
きベクトルを採択して用いる。そうしたあとで、各８×
８ブロックの動きベクトルを中心とする狭い領域の探索
を行う。この探索は、復号された前ＶＯＰ（Video Obje
ct Plan)に対して行われる。４つの８×８ＭＶによるエ
ラーが１６×１６ＭＶによるエラーよりも小さい場合に
は、そのマクロブロックは８×８ブロック単位で動き補
償を行い、そうでない場合には１６×１６ブロック単位
で動き補償を行う。
【００１０】以下、上記の本実施形態の動画像の動きベ
クトル予測方法を実施形態に基づいてより詳細に説明す
る。まず、全てのマクロブロックのＹ（輝度）成分に対
して整数単位の動き予測を行う（３０１Ｓ）。動き予測
のための比較は、現在ブロックと一つ前の復号する前の
ＶＯＰである前オリジナルＶＯＰ(previous original
ＶＯＰ)で探されたブロックとの間で行われる。ここ
で、前オリジナルＶＯＰはＶＭで提案した技法によりパ
ディング（padding ）される。エフ・コード（予測フレ
ームの間隙を示すコード）による探索領域で全域探索を
行う。このときに使われる基準はＳＡＤ（マッチングエ
ラー）であり、これを求める式は以下の通りである。
クトル予測方法を実施形態に基づいてより詳細に説明す
る。まず、全てのマクロブロックのＹ（輝度）成分に対
して整数単位の動き予測を行う（３０１Ｓ）。動き予測
のための比較は、現在ブロックと一つ前の復号する前の
ＶＯＰである前オリジナルＶＯＰ(previous original
ＶＯＰ)で探されたブロックとの間で行われる。ここ
で、前オリジナルＶＯＰはＶＭで提案した技法によりパ
ディング（padding ）される。エフ・コード（予測フレ
ームの間隙を示すコード）による探索領域で全域探索を
行う。このときに使われる基準はＳＡＤ（マッチングエ
ラー）であり、これを求める式は以下の通りである。
【数５】 ここで、−６４＜ｘ、ｙ＞６３、Ｎ＝１６である。実際
の画像では（０，０）ベクトルが多いため、ＳＡＤ
16（０，０）の値を意図的に次の値だけ減少させる。 ＳＡＤ16（０，０）＝ＳＡＤ16（０，０）−（ＮB／２
＋１） ここで、ＮB は、マクロブロック内の画素の中でＶＯＰ
内に含まれている画素の数である。
の画像では（０，０）ベクトルが多いため、ＳＡＤ
16（０，０）の値を意図的に次の値だけ減少させる。 ＳＡＤ16（０，０）＝ＳＡＤ16（０，０）−（ＮB／２
＋１） ここで、ＮB は、マクロブロック内の画素の中でＶＯＰ
内に含まれている画素の数である。
【００１１】このように、現在マクロブロックの整数単
位の動きベクトルが求められると、以下のパラメーター
をもって符号化予測モードを決める（３０２Ｓ）。符号
化予測モードは、
位の動きベクトルが求められると、以下のパラメーター
をもって符号化予測モードを決める（３０２Ｓ）。符号
化予測モードは、
【数６】 ここで、ＮB はマクロブロック内の画素の中でＶＯＰ内
に含まれている画素の数である。
に含まれている画素の数である。
【数７】 のパラメーターにより決められる。すなわち、前記モー
ド選択基準値に基づいてＩＮＴＲＡモード或いはＩＮＴ
ＥＲモードを決定する。
ド選択基準値に基づいてＩＮＴＲＡモード或いはＩＮＴ
ＥＲモードを決定する。
【００１２】このように、符号化予測モードが決定され
ると、ＩＮＴＥＲモードと決められたブロックに対して
ハーフ・ペル探索（半画素単位の動きベクトル予測）を
行う。この際、ＭＰＥＧ４ビデオＶＭにおける一般的な
探索法を探して、復号された前ＶＯＰに対して探索を行
う（３０３Ｓ）。そして、各マクロブロックの動きベク
トルがハーフ・ペル単位まで探せられると、マクロブロ
ック内の４つの８×８ブロックの動きベクトルを探す。
探索領域は、拡張モードで８×８探索を行う時の探索域
の±２である。
ると、ＩＮＴＥＲモードと決められたブロックに対して
ハーフ・ペル探索（半画素単位の動きベクトル予測）を
行う。この際、ＭＰＥＧ４ビデオＶＭにおける一般的な
探索法を探して、復号された前ＶＯＰに対して探索を行
う（３０３Ｓ）。そして、各マクロブロックの動きベク
トルがハーフ・ペル単位まで探せられると、マクロブロ
ック内の４つの８×８ブロックの動きベクトルを探す。
探索領域は、拡張モードで８×８探索を行う時の探索域
の±２である。
【００１３】上記した３０３Ｓの以後の過程を以下に詳
細に説明する。既に提示されているＶＭとは異なり、探
索が、復号された前ＶＯＰで行われ、探索の初期点が１
６×１６ブロックの動きベクトルと固定されず、１６×
１６ブロックの動きベクトル（ＭＶ16）と周囲ブロック
の動きベクトルを用いて双一次補間を行った動きベクト
ル（ＭＶi bil）のうち、該当８×８ブロックに対するＳ
ＡＤの小さなベクトルを選択する。このＭＶi bilは、ハ
ーフ・ペル単位で予測され、双一次補間された動きベク
トルが数多く選択されればされるほど、動きベクトルの
エントロピーが増加して、動きベクトルの情報量が増加
する。したがって、動きベクトルの情報量の増加を防ぐ
ため、ＭＶi bilによるエラー（ＳＡＤi bil，１＜ｉ＜
４）とＭＶ16によるエラー（ＳＡＤi 16，１＜ｉ＜４）
との間で以下の基準で初期動きベクトルを決定する。Ｓ
ＡＤi bil＜ＳＡＤi 16−６４である場合にはＭＶi bil を
選択し、そうでない場合にはＭＶ16を選択する（３０４
Ｓ）。
細に説明する。既に提示されているＶＭとは異なり、探
索が、復号された前ＶＯＰで行われ、探索の初期点が１
６×１６ブロックの動きベクトルと固定されず、１６×
１６ブロックの動きベクトル（ＭＶ16）と周囲ブロック
の動きベクトルを用いて双一次補間を行った動きベクト
ル（ＭＶi bil）のうち、該当８×８ブロックに対するＳ
ＡＤの小さなベクトルを選択する。このＭＶi bilは、ハ
ーフ・ペル単位で予測され、双一次補間された動きベク
トルが数多く選択されればされるほど、動きベクトルの
エントロピーが増加して、動きベクトルの情報量が増加
する。したがって、動きベクトルの情報量の増加を防ぐ
ため、ＭＶi bilによるエラー（ＳＡＤi bil，１＜ｉ＜
４）とＭＶ16によるエラー（ＳＡＤi 16，１＜ｉ＜４）
との間で以下の基準で初期動きベクトルを決定する。Ｓ
ＡＤi bil＜ＳＡＤi 16−６４である場合にはＭＶi bil を
選択し、そうでない場合にはＭＶ16を選択する（３０４
Ｓ）。
【００１４】この基準に基づいて残りの３つの８×８ブ
ロックの初期動きベクトルを決定する（３０５Ｓ）。４
つの８×８ブロックの初期動きベクトルが決められる
と、各々について±２の探索領域で局所的な探索を行う
（３０６Ｓ）。そして、±０．５のハーフ・ペル探索を
行って最終的な動きベクトルを探す（３０７Ｓ）。次い
で、最終的な動きベクトルを探せられると、４つの８×
８ブロックのエラー（ＳＡＤi B，１＜ｉ＜４）の和とＭ
Ｖ16によるエラー（ＳＡＤ16）とを次の基準により比較
する（３０８Ｓ）。
ロックの初期動きベクトルを決定する（３０５Ｓ）。４
つの８×８ブロックの初期動きベクトルが決められる
と、各々について±２の探索領域で局所的な探索を行う
（３０６Ｓ）。そして、±０．５のハーフ・ペル探索を
行って最終的な動きベクトルを探す（３０７Ｓ）。次い
で、最終的な動きベクトルを探せられると、４つの８×
８ブロックのエラー（ＳＡＤi B，１＜ｉ＜４）の和とＭ
Ｖ16によるエラー（ＳＡＤ16）とを次の基準により比較
する（３０８Ｓ）。
【００１５】
【数８】 であれば、最終的に探索された４つの８×８の動きベク
トルを用いて８×８ブロック単位で動きを予測し（３０
９Ｓ）、そうでなければ１６×１６ブロック単位で動き
を予測する（３１０Ｓ）。
トルを用いて８×８ブロック単位で動きを予測し（３０
９Ｓ）、そうでなければ１６×１６ブロック単位で動き
を予測する（３１０Ｓ）。
【００１６】上記した本実施形態の動きベクトル予測方
法は、８×８モードとして選択される場合、簡単な双一
次補間による動きベクトル計算でＶＭよりも効果的にマ
クロブロックの特性に合う動き探索を行う。のみなら
ず、前オリジナルＶＯＰで局所的な探索を行わず、実際
に最終的な動き補償に用いられる復号された前ＶＯＰで
局所的な探索を行うため、ＶＭの拡張モードよりも著し
くブロック化現象が減少する。
法は、８×８モードとして選択される場合、簡単な双一
次補間による動きベクトル計算でＶＭよりも効果的にマ
クロブロックの特性に合う動き探索を行う。のみなら
ず、前オリジナルＶＯＰで局所的な探索を行わず、実際
に最終的な動き補償に用いられる復号された前ＶＯＰで
局所的な探索を行うため、ＶＭの拡張モードよりも著し
くブロック化現象が減少する。
【００１７】上記本実施形態の動き予測技術の原理を用
いた実施の形態について説明する。図８ａ、ｂは、本実
施形態の動き予測方法の実施の条件テーブルであり、図
９〜図１１は、本実施形態の動き予測方法の実施の結果
テーブルである。本実施形態は、動画像の動きベクトル
予測技術を用いて実際の動きを予測するものであり、そ
の実施の条件は以下の通りである。量子化パラメーター
（ＱＰ）は各シーケンスに対して同じ値に固定され、全
ての画素の動きベクトルはハーフ・ペル単位までＨ．２
６３量子化テーブルを利用して量子化する。動き予測に
はＰ−ＶＯＰ（Predicitive-Viedo Object Plan)のみを
利用し、初期ＶＯＰはＩ−ＶＯＰ(Intra-Video Object
Plan)を使用する。ＩＮＴＲＡ ＡＣ／ＤＣ予測が用い
られ、デブロッキングフィルターはオフ状態とする。
いた実施の形態について説明する。図８ａ、ｂは、本実
施形態の動き予測方法の実施の条件テーブルであり、図
９〜図１１は、本実施形態の動き予測方法の実施の結果
テーブルである。本実施形態は、動画像の動きベクトル
予測技術を用いて実際の動きを予測するものであり、そ
の実施の条件は以下の通りである。量子化パラメーター
（ＱＰ）は各シーケンスに対して同じ値に固定され、全
ての画素の動きベクトルはハーフ・ペル単位までＨ．２
６３量子化テーブルを利用して量子化する。動き予測に
はＰ−ＶＯＰ（Predicitive-Viedo Object Plan)のみを
利用し、初期ＶＯＰはＩ−ＶＯＰ(Intra-Video Object
Plan)を使用する。ＩＮＴＲＡ ＡＣ／ＤＣ予測が用い
られ、デブロッキングフィルターはオフ状態とする。
【００１８】このような条件にて符号化過程を図８ａ及
び図８ｂの実施の条件テーブルと同様な内容で進行して
デコーディングした結果が、図９〜図１１のテーブルの
内容である。図９は、デブロッキングフィルターを用い
なかった場合の結果であり、図１０は、ループフィルタ
ーを用いた場合の結果であり、図１１は、ポストフィル
ターを用いた場合の結果である。その結果をみると、Ｖ
Ｍと殆ど同じ歪曲率(rate-distortion) があらわれ、低
速及び高速のアプリケーションにおけるデコーディング
された画像でブロック化現象が無く、且つ限界解像度を
改善した画像を作ることができるのが分かる。
び図８ｂの実施の条件テーブルと同様な内容で進行して
デコーディングした結果が、図９〜図１１のテーブルの
内容である。図９は、デブロッキングフィルターを用い
なかった場合の結果であり、図１０は、ループフィルタ
ーを用いた場合の結果であり、図１１は、ポストフィル
ターを用いた場合の結果である。その結果をみると、Ｖ
Ｍと殆ど同じ歪曲率(rate-distortion) があらわれ、低
速及び高速のアプリケーションにおけるデコーディング
された画像でブロック化現象が無く、且つ限界解像度を
改善した画像を作ることができるのが分かる。
【００１９】
【発明の効果】かかる本発明の動画像の動きベクトル予
測方法において、請求項１、２、３にかかる発明は、符
号化過程において、ＭＰＥＧ４ビデオＶＭ４．０とは異
なりＯＢＭＣを使用しないので、計算量を大幅に減少さ
せることができ、複雑度を減少させる効果があり、シン
タクス上の変化が無いため、ＶＭへの適用性を高め得る
効果がある。請求項４にかかる発明は、符号化予測モー
ドを決定することによりＩＮＴＲＡモードは純粋空間変
換を行い、ＩＮＴＥＲモードの場合にのみ選択的に動き
ベクトルの計算を双一次補間を利用して行う。したがっ
て、ＭＰＥＧ４ビデオＶＭに効率よく適用し計算量を減
少させ得る効果がある。請求項５、６にかかる発明は、
８×８モードが選択される場合、簡単な双一次補間によ
る動きベクトル計算によりＶＭよりも効果的にマクロブ
ロックの特性に合う動き探索を行うばかりか、前オリジ
ナルＶＯＰで局所的な探索を行わず、実際に最終的な動
き補償に用いられる復号された前ＶＯＰで局所的な探索
を行うことでＶＭの拡張モードよりも著しくブロック化
現象を減少させる効果がある。
測方法において、請求項１、２、３にかかる発明は、符
号化過程において、ＭＰＥＧ４ビデオＶＭ４．０とは異
なりＯＢＭＣを使用しないので、計算量を大幅に減少さ
せることができ、複雑度を減少させる効果があり、シン
タクス上の変化が無いため、ＶＭへの適用性を高め得る
効果がある。請求項４にかかる発明は、符号化予測モー
ドを決定することによりＩＮＴＲＡモードは純粋空間変
換を行い、ＩＮＴＥＲモードの場合にのみ選択的に動き
ベクトルの計算を双一次補間を利用して行う。したがっ
て、ＭＰＥＧ４ビデオＶＭに効率よく適用し計算量を減
少させ得る効果がある。請求項５、６にかかる発明は、
８×８モードが選択される場合、簡単な双一次補間によ
る動きベクトル計算によりＶＭよりも効果的にマクロブ
ロックの特性に合う動き探索を行うばかりか、前オリジ
ナルＶＯＰで局所的な探索を行わず、実際に最終的な動
き補償に用いられる復号された前ＶＯＰで局所的な探索
を行うことでＶＭの拡張モードよりも著しくブロック化
現象を減少させる効果がある。
【図１】 従来の技術のＯＢＭＣによるピクセル加重値
を有する８×８ブロックのマトリックス。
を有する８×８ブロックのマトリックス。
【図２】 従来の技術のＯＢＭＣによるピクセル加重値
を有する８×８ブロックのマトリックス。
を有する８×８ブロックのマトリックス。
【図３】 従来の技術のＯＢＭＣによるピクセル加重値
を有する８×８ブロックのマトリックス。
を有する８×８ブロックのマトリックス。
【図４】 本発明実施形態のマクロブロックのマトリッ
クス及び動きベクトル予測方法を示す構成図。
クス及び動きベクトル予測方法を示す構成図。
【図５】 本発明実施形態のマクロブロックのマトリッ
クス及び動きベクトル予測方法を示す構成図。
クス及び動きベクトル予測方法を示す構成図。
【図６】 実施形態の動きベクトル予測方法を示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図７】 実施形態の動きベクトル予測方法を示すフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図８】 実施形態の動きベクトル予測方法の実施の条
件テーブル。
件テーブル。
【図９】 実施形態の動きベクトル予測方法の実施の結
果テーブル。
果テーブル。
【図１０】 実施形態の動きベクトル予測方法の実施の
結果テーブル。
結果テーブル。
【図１１】 実施形態の動きベクトル予測方法の実施の
結果テーブル。
結果テーブル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ビョム・ラ 大韓民国・デジョン−シ・ユション−ク・ ドリョ−ドン・383−２・カハクギスルオ ン ギョス アパートメント ３−104
Claims (6)
- 【請求項１】 全てのマクロブロックのＹ（輝度）成分
に対して動き予測を行う段階と、 動きベクトルが求められると符号化予測モードを決定す
る段階と、 前記符号化予測モードがＩＮＴＥＲモードと決定された
ブロックに対してハーフ・ペル探索を行う段階と、 １６×１６ブロックの動きベクトル（ＭＶ16）と周囲ブ
ロックの動きベクトルを用いて双一次補間を行った動き
ベクトル（ＭＶi bil）のうち、該当８×８ブロックに対
するＳＡＤの小さなベクトルを初期動きベクトルとして
選択する段階と、 ８×８ブロックの初期動きベクトルが全部決められる
と、各々に対して±２の探索領域で局所的な探索を行う
段階と、 再度±０．５のハーフ・ペル探索を行って最終的な動き
ベクトルを探し、それを利用して８×８ブロック単位で
動きを予測或いは１６×１６ブロック単位で動きを予測
する段階と、を備えることを特徴とする動画像の動きベ
クトル予測方法。 - 【請求項２】 全てのマクロブロックのＹ成分に対する
動き予測を、エフ・コードによる領域の全域において 【数１】 （ここで、−６４＜ｘ，ｙ＞６３、Ｎ＝１６である）を
基準として探索を行うことを特徴とする請求項１に記載
の動画像の動きベクトル予測方法。 - 【請求項３】 動きベクトルを求めるためのＳＡＤ値中
に、ＮB をマクロブロック内の画素の中でＶＯＰ内に含
まれている画素の数とするとき、ＳＡＤ16（０，０）の
値をＳＡＤ16（０，０）＝ＳＡＤ16（０，０）−（ＮB
／２＋１）だけ減少させることを特徴とする請求項２に
記載の動画像の動きベクトル予測方法。 - 【請求項４】 符号化予測モードの決定を、 【数２】 【数３】 のパラメーターによりＩＮＴＲＡモード或いはＩＮＴＥ
Ｒモードを決定することを特徴とする請求項１に記載の
動画像の動きベクトル予測方法。 - 【請求項５】 初期動きベクトルの決定は、ＳＡＤi bil
＜ＳＡＤi 16 −６４である場合にはＭＶi bilを選択し、
そうでない場合にはＭＶ16を選択することを特徴とする
請求項１に記載の動画像の動きベクトル予測方法。 - 【請求項６】 最終的な動きベクトルを探した後、動き
ベクトルの予測及び補償を、４つの８×８ブロックのエ
ラー（ＳＡＤi B，１＜ｉ＜４）の合とＭＶ16によるエラ
ー（ＳＡＤ16）とを比較して、 【数４】 であれば、４つの８×８の動きベクトルを用いて８×８
ブロック単位で動きを予測し、そうでなければ、１６×
１６ブロック単位で動きを予測することを特徴とする請
求項１に記載の動画像の動きベクトル予測方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970036229A KR100226722B1 (ko) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 동영상 움직임 벡터 추정 방법 |
| KR36229/1997 | 1997-07-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1169358A true JPH1169358A (ja) | 1999-03-09 |
| JP2920210B2 JP2920210B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=19516312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23328097A Expired - Fee Related JP2920210B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-08-15 | 動画像の動きベクトル予測方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6175593B1 (ja) |
| JP (1) | JP2920210B2 (ja) |
| KR (1) | KR100226722B1 (ja) |
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| US6778606B2 (en) | 2000-02-21 | 2004-08-17 | Hyundai Curitel, Inc. | Selective motion estimation method and apparatus |
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| US7088772B2 (en) | 2000-02-22 | 2006-08-08 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd | Method and apparatus for updating motion vector memories |
| US7450640B2 (en) | 2003-04-22 | 2008-11-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for determining 4X4 intra luminance prediction mode |
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- 1997-08-15 JP JP23328097A patent/JP2920210B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1998
- 1998-04-24 US US09/065,623 patent/US6175593B1/en not_active Expired - Fee Related
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