JPH118855A - デジタル・ビデオ信号エンコーダ及び符号化方法 - Google Patents

デジタル・ビデオ信号エンコーダ及び符号化方法

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JPH118855A
JPH118855A JP10002381A JP238198A JPH118855A JP H118855 A JPH118855 A JP H118855A JP 10002381 A JP10002381 A JP 10002381A JP 238198 A JP238198 A JP 238198A JP H118855 A JPH118855 A JP H118855A
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frame
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video signal
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Wei Ding
ウェイ・ディン
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】符号化されたビデオ信号のノイズ除去。 【解決手段】動きベクトル誤差は所定の動きスレショル
ドと比較される。特定の動きベクトル誤差が動きスレシ
ョルド未満である場合、比較的重い時間フィルタをマク
ロブロック間に適用する。逆に、特定の動きベクトル誤
差が動きスレショルド未満でない場合、空間フィルタの
みをいずれのマクロブロックにも適用する。空間フィル
タは比較的軽く適用され、ノイズを減らしつつ、例え
ば、フィルタ処理の結果発生するぼけのような信号損失
を最少に抑える。動きスレショルドは、符号化されてい
るビデオ信号のノイズ分散に応じて設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル・ビデオ
信号の圧縮に関し、特に、ＩＴＵ規格Ｈ．２６１および
Ｈ．２６３ならびにＩＳＯ規格ＭＰＥＧ−１、ＭＰＥＧ
−２およびＭＰＥＧ−４のようなデジタル・ビデオ規格
にしたがってデジタル・ビデオ信号を符号化するための
特に効率的な信号フィルタ処理および圧縮機構に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】デジタル衛星サービス（ＤＳＳ)ならび
にインターネット上におけるビデオ・ストリームの格納
および検索（ｒｅｔｒｉｅｖａｌ）、そして特にワール
ド・ワイド・ウエブ（Ｗｏｌｒｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）
というようなデジタル・ビデオ製品およびサービスの出
現に伴い、デジタル・ビデオ信号は増々身近なものとな
り、市場において関心が高まりつつある。デジタル信号
記憶容量の制限ならびにネットワークおよび同報通信帯
域の限界のために、デジタル・ビデオ信号の圧縮は、デ
ジタル・ビデオの記憶および送信には必須のものとなっ
ている。その結果、デジタル・ビデオ信号の圧縮および
符号化について、多くの規格が公表されている。例え
ば、国際電気通信連合（ＩＴＵ)は、デジタル・ビデオ
の符号化に対してＨ．２６１およびＨ．２６３規格を公
表している。加えて、国際標準化機構（ＩＳＯ）は、デ
ジタル・ビデオの符号化に対して、Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉ
ｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ （ＭＰＥ
Ｇ）、ＭＰＥＧ−１、およびＭＰＥＧ−２規格を公表し
ている。
【０００３】これらの規格は、符号化デジタル・ビデオ
信号の形態を詳細に指定し、更にこのような信号をどの
ように復号化して観察者に提示するのかについて指定す
る。しかしながら、デジタル・ビデオ信号をどのように
して、元の非圧縮フォーマットから指定された符号化フ
ォーマットに変換するかに関しては、殆ど自由裁量に委
ねられている。その結果、現在では多くの異なるデジタ
ル・ビデオ信号エンコーダが存在し、多くの手法を用い
てデジタルビデオ信号を符号化するため、圧縮の達成度
合いにばらつきが生じている。
【０００４】いずれのデジタル・ビデオ信号エンコーダ
においても、その主要目的は、ビデオ信号の重大な損失
なく高い圧縮度を達成することである。ビデオ信号の圧
縮は、通常、画像の同一部分または類似部分の頻度をで
きるだけ少なく表現し冗長性を回避することによって行
われる。その結果、非常に荒い細部のみを有し異なる色
が非常に少ない画像は、大量の細密部および多くの異な
る色を有する画像の圧縮表現と比較すると、大幅に小さ
な表現に圧縮することができる。しかしながら、ビデオ
・カメラおよび他のビデオ信号捕捉機器は、ビデオ信号
にノイズを混入させる。ビデオ信号処理の観点からは、
ノイズは一般的にビデオ信号の主題における細密部とは
区別することができない。例えば、白黒画像における通
常のノイズは、クローズ・アップして撮影されたテリー
織物のタオルの細密部および織地から区別できない可能
性がある。
【０００５】加えて、ノイズは、動画ビデオ信号を圧縮
することができる度合いに、即ち、動画ビデオ信号の主
題における細密部のこのような圧縮に対して、一層厳し
い悪影響を与える可能性がある。即ち、細密部を有する
ビデオ画像に含まれるピクチャ要素、即ち、画素は、互
いに部分的に（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｌｙ）異なるだ
けであり、細密部の他の部分を表す多くの他の画素は同
一であることが多い。例えば、ニット・セータにおける
細密部の画像は、典型的に、同じ色または少数の色の異
なる濃淡を表す多数の画素を含み、各濃淡は相当な数の
画素で表現される。例えば、離散コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）を用いた圧縮の期間、このような画像は非常に大量
に圧縮することができる。何故なら、同じ色または少数
の色の異なる濃淡は、典型的に、狭いスペクトルに集合
化され、そのスペクトル以外は破棄されるからである。
ノイズは、このような圧縮に特に悪影響を及ぼす。何故
なら、ノイズはビデオ画像の主題とは多くの場合無関係
であるため、狭いスペクトルの外側に画素値が頻繁に変
換されることになり、より多くの変換画素データ・スペ
クトル部分を、圧縮ビデオ信号に含ませることが必要と
なるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】画質向上および圧縮量
増大を図るためには、ビデオ信号エンコーダは、ビデオ
信号を符号化するのに先だって、当該ビデオ信号に頻繁
にフィルタ処理を行う。しかしながら、特に強力なフィ
ルタを使用すると、信号の損失を増大させるという犠牲
のもとに、圧縮量増大を達成し、特に軽いフィルタは、
圧縮度合いを低めに抑えるという犠牲のもとに、原信号
をより多く保存する。このようなシステムの１つが、１
９９３年７月２７日にゴンザレス等に付与された”Ｍｏ
ｔｉｏｎＶｉｄｅｏ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｓｙｓ
ｔｅｍ ｗｉｔｈ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｉｔ Ａｌｌ
ｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ”
という名称の米国特許第５、２３１、４８４号に記載さ
れている（以下「’４８４特許」と呼ぶ）。’４８４特
許は、ＭＰＥＧ符号化フレームのマクロブロックにおけ
る誤差予測を用いて、どの強さのフィルタを当該マクロ
ブロックに適用すべきかの判定を行うシステムについて
記載している。しかしながら、’４８４特許における誤
差予測は、フレームの画像内の誤差を画像の細部から適
切に区別するものではない。加えて、’４８４特許に記
載されているシステムによって行われるフィルタ処理は
平滑化空間フィルタ処理であり、特にノイズの多い画像
では、信号の損失は容認できないレベルとなるという欠
点がある。
【０００７】したがって、ビデオ信号においてノイズと
細密部との間の区別をより良く行い、ノイズの除去を最
大に高めるようにビデオ信号のフィルタ処理を行うこと
により、ビデオ信号の画質を向上させると同時に、ビデ
オ信号の圧縮量も最大に高めることを可能にするデジタ
ル・ビデオ信号エンコーダが必要とされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ビデオ
信号を符号化している間に判定される動きベクトルおよ
び動きベクトル誤差を用いて、２つ以上のフレームの各
マクロブロックが当該フレームによって表される動きに
よって変位するにも拘わらず同じ主題を表すか否かにつ
いての判定がなされる。特に、動きベクトル誤差が所定
の動きスレショルドと比較される。特定の動きベクトル
誤差がこの動きスレショルド未満である場合、この動き
ベクトル誤差に対応するマクロブロックは実質的に同一
の主題を表すものと判定され、対応する動きベクトルは
主題の動きに起因するフレーム間の主題の変位を表す。
したがって、動きベクトル誤差に対応するマクロブロッ
ク間の差は主にノイズによるものであり、主題の相違に
よるものではないと判定される。この場合、比較的重い
時間フィルタがマクロブロック間に適用される。実質的
に同一の主題を表すマクロブロックは、加重平均時間フ
ィルタ（ｗｅｉｇｈｔｅｄ ａｖｅｒａｇｅ ｔｅｍｐ
ｏｒａｌ ｆｉｌｔｅｒ）において結合されるので、重
いフィルタを用いてもビデオ信号の損失が発生する結果
とはならない。その一方で、重い時間フィルタは、ビデ
オ信号における顕著なノイズ低減をもたらすので、ビデ
オ信号の品質を高めると同時に、ビデオ信号の符号化に
よって達成されるビデオ信号の圧縮度を大幅に高めるこ
とになる。
【０００９】逆に、特定の動きベクトル誤差が動きスレ
ショルド未満でない場合、この動きベクトル誤差に対応
するマクロブロックは異なる主題を表すものと判定さ
れ、空間フィルタのみがいずれのマクロブロックにも適
用される。空間フィルタは比較的軽く適用され、信号損
失、例えば、フィルタ処理の結果発生するぼけ（ｂｌｕ
ｒ）を最少に抑えつつ、信号ノイズが低減される。した
がって、時間フィルタを用いて効果的にフィルタ処理が
可能なビデオ信号のマクロブロックでは、重い時間フィ
ルタ処理によってノイズを大幅に低減すると共に圧縮量
を増やし、時間フィルタを用いて効果的にマクロブロッ
クをフィルタ処理することができない場合、軽い空間フ
ィルタが信号の過度の損失を回避する。更に、ビデオ信
号の符号化の過程で判定される動きベクトルおよび動き
ベクトル誤差は、動きを予測するための冗長な計算およ
びこのような予測に伴う誤差を減らすために用いられ
る。
【００１０】更に、本発明によれば、動きスレショルド
は、符号化されつつあるビデオ信号のノイズ分散（ｎｏ
ｉｓｅ ｖａｒｉａｎｃｅ）にしたがって設定される。
ビデオ信号のノイズ分散は、ビデオ信号を捕捉するため
に用いられるビデオ信号捕捉機器、例えば、ビデオ・カ
メラを用いて測定可能であり、あるいはビデオ信号自体
から予測することも可能である。ビデオ信号捕捉機器か
らノイズ分散を測定する場合、この機器を用いて実質的
に同じ主題の２つの別個の画像を捕捉する。ノイズ分散
は、２つの画像間で測定された差から計算される。ビデ
オ信号自体からノイズ分散を予測する場合、特定のフレ
ームに対する動きベクトル誤差が検査される。最も小さ
い動きベクトル誤差に対応する多数のマクロブロックが
選択される。最も小さい動きベクトル誤差を選択するの
は、このようなマクロブロック間の差は、当該マクロブ
ロックの主題および各動きベクトルによって識別される
対応するマクロブロックの差に起因するものではなく、
ノイズによるものである可能性が高いからである。選択
したマクロブロックと、各動きベクトルによって識別さ
れる対応するマクロブロックとの間の差を測定し、測定
した差を用いて、予測されたノイズ分散が計算される。
同様に、多数の後続のフレームの各々から、新しい予測
されたノイズ分散が計算される。符号化された各フレー
ムについて、当該フレームの符号化に先だって計算した
最も小さい予測されたノイズ分散にしたがって、動きス
レショルドが決定される。最も小さい予測されたノイズ
分散を用いるのは、予測ノイズ分散が大きい程、対応す
る動きベクトル化されたマクロブロックに表されている
主題の小さな変動の故に大きくなる傾向があるからであ
る。
【００１１】更に本発明によれば、符号化されたフレー
ムを変換して、ビデオ信号の不必要な損失を防止するよ
うに変換係数が量子化される。時間フィルタによって処
理されたマクロブロックの係数は、空間フィルタによっ
て処理されたマクロブロックの係数を量子化するために
用いる量子化パラメータよりも小さな量子化パラメータ
を用いて量子化される。時間フィルタによって処理され
たマクロブロックに対しての方が良好なフィルタ処理結
果および大きな圧縮量が得られるので、このようなマク
ロブロックの変換係数は、より小さな量子化パラメータ
を用いて信号を保存することで量子化される。時間量子
化パラメータを空間量子化パラメータよりも小さくする
量は、空間量子化パラメータの特定の値によって異な
る。空間量子化パラメータが大きい程、大きな量で小さ
くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明によれば、ビデオ信号を符
号化している間に判定される動きベクトルおよび動きベ
クトル誤差を用いて、２以上のフレームの各マクロブロ
ックが、当該フレームによって表される動きによる変位
にも拘わらず、同じ主題を表すか否かについて、判定が
なされる。
【００１３】ＭＰＥＧ符号化デジタル・ビデオ信号に精
通していれば、以下の代表的な実施の形態の記載におい
て、本発明の理解が容易に得られよう。ＭＰＥＧ符号化
デジタル・ビデオ信号については、先の’４８４特許に
一層詳しく記載されており、その記載内容はこの言及に
よりその全体が本願にも援用されるものとする。端的に
言えば、ビデオ・ストリームとも時として呼ばれるデジ
タル・動画ビデオ画像は、１つ以上のフレームを含むピ
クチャの群に階層的に組織化される。各フレームは、当
該ビデオ・ストリームの一連の画像の中の個々の画像を
表す。各フレームは、当該フレームのビデオ画像の各部
分を定義する多数のマクロブロックを含む。Ｉ−フレー
ムは、他の全フレームとは独立して符号化されるもので
あり、したがって、ビデオ・ストリームの一連の画像内
の１画像を完全に表す。Ｐ−フレームおよびＢ−フレー
ムは動き補償されたフレームであり、したがって、他の
フレームに依存するように符号化される。Ｐ−フレーム
は予測動き補償されたフレームであり、１つのＩ−フレ
ームのみに依存するか、あるいは、ビデオ画像の一連の
フレームにおいて当該Ｐ−フレームに先立つ他のＰ−フ
レームのみに依存する。Ｂ−フレームは両方向動き補償
されたフレームであり、ビデオ画像の一連のフレームに
おいて当該Ｂ−フレームに先立つ１つ以上のフレームま
たは当該Ｂ−フレームに続く１つ以上のフレームに依存
する。
【００１４】全てのフレームは、単一フレーム内の画像
データの冗長性を低下させることによって圧縮される。
動き補償されたフレームは、更に、一連のフレーム内の
画像データの冗長性を低下させることによって圧縮され
る。動画ビデオ信号は、互いに部分的に相違するだけの
一連の画像を含むので、多数のフレームを動き補償され
たフレームとして、即ち、Ｐ−フレームまたはＢ−フレ
ームとして符号化することにより、大量の圧縮が実現可
能である。しかしながら、ビデオ信号の連続画像におけ
るノイズが画像間の付加的な差として誤って解釈される
可能性があり、したがって、Ｐ−フレームおよびＢ−フ
レームが連続画像を表すことができる効率を低下させる
可能性がある。
【００１５】本発明によるビデオ信号圧縮器１００を図
１に示す。ビデオ信号圧縮器１００は、ビデオ供給源
（図示せず）からビデオ信号のフレームを受け取る。ビ
デオ供給源は、例えば、ビデオ・カメラ、ビデオ・カセ
ット・プレーヤ、ビデオ・レーザ・ディスク・プレー
ヤ、または同様のビデオ供給源を含むことができる。ビ
デオ信号圧縮器１００は、以前にバッファ１０２に格納
されていたあらゆるフレームをバッファ１０４に移動さ
せた後に、受け取ったフレームをバッファ１０２に格納
する。したがって、ビデオ信号圧縮器１００は、２つの
連続するフレームを、バッファ１０２、１０４に格納す
る。バッファ１０２に格納されているフレームのこと
を、ここでは時として現フレームと呼ぶこともあり、バ
ッファ１０４に格納されているフレームのことを、ここ
では時として前フレームと呼ぶこともある。ビデオ信号
圧縮器１００の動き予測器１０６は、バッファ１０２、
１０４から各フレームを読み出し、現フレームと前フレ
ームとの間の動きを表す動きベクトルを導出する。現フ
レームの１つ以上のマクロブロックの各々について、動
き予測器１０６は、当該マクロブロックが対応する前フ
レームの部分を指定する動きベクトル、および関連する
動きベクトル誤差信号を導出する。動きベクトルは、他
のフレームの等しいサイズの部分に対するベクトルに関
して、動き補償されたマクロブロックを指定する。特定
のマクロブロックの動きベクトルによって指定されたマ
クロブロックのことを、ここでは時として、当該特定の
マクロブロックから時間的に変位したマクロブロックと
呼ぶこともある。動きベクトル誤差信号は、マクロブロ
ックと、そのマクロブロックの時間的に変位したマクロ
ブロックとの間の変動量を示す。動き予測器１０６、な
らびに動き予測器１０６による動きベクトルおよび動き
ベクトル誤差信号の導出は従来通りのものであるので、
ここではこれ以上述べないことにする。
【００１６】ビデオ信号圧縮器１００のフィルタ処理モ
ジュール１０８は、ビデオ・フレーム内に含ませるため
のマクロブロックの圧縮および符号化を行うのに先だっ
て、現フレームの個々のマクロブロックにフィルタ処理
を行う。本発明によれば、フィルタ処理モジュール１０
８は、それぞれバッファ１０２、１０４にある現フレー
ムと前フレームとの間に高い相関が存在する場合には時
間フィルタを適用し、現フレームと前フレームとの間に
低い相関が存在する場合には空間フィルタを適用する。
ビデオ信号圧縮器１００のフィルタ処理モジュール１０
８は、バッファ１０２、１０４からそれぞれ現フレーム
および前フレームを読み出し、動き予測器１０６から、
導出された動きベクトルおよび関連する動きベクトル誤
差信号を受け取る。
【００１７】図２に、フィルタ処理モジュール１０８を
更に詳細に示す。また、現フレームの各マクロブロック
の処理は論理流れ図３００（図３）に示してあり、処理
はステップ３０２から開始する。ステップ３０２におい
て、フィルタ処理モジュール１０８の比較器２０２（図
２）は、動き予測器１０６から動きベクトルおよび動き
ベクトル誤差信号を受け取る。比較器２０２は、動きベ
クトル誤差信号とスレショルド・レジスタ２０４内に示
されている所定のスレショルド値とを比較する。所定の
スレショルド値のことを、ここでは時として、動きスレ
ショルドとも呼ぶ。動きベクトル誤差信号が動きスレシ
ョルドより小さい誤差を示す場合、処理は検査ステップ
３０２（図３）からステップ３０４に移行する。
【００１８】ステップ３０４において、比較器２０２
（図２）はフィルタ処理モジュール１０８の時間フィル
タ２０６を活性化し、フィルタ処理モジュール１０８の
出力として、セレクタ２１０に時間フィルタ２０６の出
力を選択させる。１つの実施の形態では、セレクタ２１
０はマルチプレクサである。時間フィルタ２０６は、バ
ッファ１０２からの現フレームのマクロブロック、およ
びバッファ１０４からの前フレームの時間的に変位した
マクロブロックの双方を受け取り、これら２つのマクロ
ブロック間に時間フィルタを適用して、現フレームのフ
ィルタ処理済みのマクロブロックを生成する。動きベク
トル誤差信号は比較的低い誤差を表すので、即ち、動き
スレショルド未満であるので、現フレームのマクロブロ
ックと前フレームの時間的に変位したマクロブロックと
の間の差は、主にノイズによるものと判定される。した
がって、時間フィルタ２０６では特に重いフィルタが用
いられる。１つの実施の形態では、時間フィルタ２０６
が生成するマクロブロックの画素は、現フレームのマク
ロブロックと前フレームの時間的に変位したマクロブロ
ックとの各画素の加重平均である。時間的に変位したマ
クロブロックの画素のことを時として前フレーム画素と
呼び、現フレームのマクロブロックの画素のことを時と
して現フレーム画素と呼ぶ。１つの実施の形態では、こ
れらの画素には等しく重み付けされる。あるいは、
（ｉ）１対３、（ｉｉ）３対５、または（ｉｉｉ）７対
９の比率の中から１つを用いて、前フレーム画素および
現フレーム画素は重み付けされる。
【００１９】検査ステップ３０２（図３）において、比
較器２０２（図２）が、動きベクトル誤差信号が動きス
レショルド未満ではない誤差を示すと判定した場合、処
理は検査ステップ３０２（図３）からステップ３０６に
移行する。ステップ３０６において、比較器２０２（図
２）はフィルタ処理モジュール１０８の空間フィルタ２
０８を活性化し、フィルタ処理モジュール１０８の出力
として、セレクタ２０１に空間フィルタ２０８の出力を
選択させる。空間フィルタ２０８はバッファ１０２から
の現フレームのマクロブロックのみを受け取り、これら
のマクロブロックに空間フィルタを適用し、当該マクロ
ブロックによって表される画像部分におけるノイズを減
らす。動きベクトル誤差信号は比較的高い誤差を示すの
で、即ち、動きスレショルドよりも大きいので、現フレ
ームのマクロブロックと前フレームの時間的に変位した
マクロブロックとの間の差は、主に、マクロブロックの
各々において表される画像の主題の差に起因するもので
あり、ノイズによるものではないと判定される。したが
って、現フレームのマクロブロックにのみ、空間フィル
タが用いられる。空間フィルタは、典型的に、ノイズ除
去の間にビデオ信号を浸食するので、比較的軽いフィル
タが用いられる。例えば、カーネルが（１／８、６／
８、１／８）である空間フィルタを、水平方向、垂直方
向または両方向に適用することができる。あるいは、カ
ーネルが（１／１６、１４／１６、１／１６）のフィル
タを、水平方向、垂直方向または両方向に適用すること
もできる。
【００２０】ステップ３０４またはステップ３０６（図
３）のいずれかの後、処理は論理流れ図３００にしたが
って終了する。したがって、マクロブロックと関連する
時間的に変位したマクロブロックとの間の差が小さい場
合、マクロブロックは殆ど同一の画像を表すと想定さ
れ、これらの差は、当該マクロブロックによって表され
る画像におけるノイズによるものであると想定される。
したがって、できるだけ多くのノイズを排除するため
に、重いフィルタ処理が両方のマクロブロック間に用い
られる。信号は実質的に同一であるがノイズは信号に対
して全体的に不規則であり、したがってマクロブロック
間では非常に異なる２つのマクロブロックを用いること
により、信号損失を非常に少なく抑えつつ、顕著なノイ
ズ低減が得られる。その結果、ビデオ信号の圧縮量を格
段に増大しつつ、同時にビデオ信号の信号品質の著しい
向上が達成される。逆に、２つの時間的に変位したマク
ロブロック間の差が大きい場合、これらのマクロブロッ
クは異なる主題を有する異なる画像を表すものとされ、
時間フィルタは不適切であると推定される。その結果、
空間フィルタ処理のみが用いられるが、このフィルタ処
理は、不必要なデータ損失を回避するために軽いもので
ある。
【００２１】スレショルド・レジスタ２０４（図２）内
に格納されている動きスレショルドは、ほぼ同一の主題
を表す２つの別個のマクロブロックにおけるノイズが、
合理的な確実性をもって、２つのマクロブロックに対応
する動きベクトル誤差信号（これは動きスレショルドよ
りも小さい）を有するように、一方、似ているが幾らか
異なる主題を表す２つのマクロブロックが、合理的な確
実性をもって、２つのマクロブロックに対応する動きベ
クトル誤差信号（これは動きスレショルドよりも大き
い）を有するように選択される。動きスレショルドの決
定については、以下で更に詳しく説明する。
【００２２】フィルタ処理モジュール１０８の時間フィ
ルタ２０６または空間フィルタ２０８のいずれかによっ
て生成されたフィルタ処理済みのフレームは、動き補償
器１１０（図１）によって受け取られる。動き補償器１
１０は従来通りであり、完全を期するために簡単に説明
する。動き補償器１１０は、動き予測器１０６から、バ
ッファ１０２に格納されている現フレームに対応する動
きベクトルおよび動きベクトル誤差信号を受け取り、動
きベクトルおよびフィルタ処理モジュール１０８から受
け取ったフィルタ処理済みのフレームから、現在の動き
補償されたフレームを生成する。
【００２３】動き補償器１１０は動き補償されたフレー
ムを変換コーダ１１２に渡し、変換コーダ１１２は動き
補償されたフレームの動き補償されたマクロブロックに
離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行い、変換されたフレー
ムを生成する。変換コーダ１１２は変換されたフレーム
を量子化器１１４に渡す。量子化器１１４は、変換コー
ダにおいて用いられた係数を量子化する。これらの係数
は、フィルタ処理モジュール１０８によって生成された
フィルタ処理済みのフレームの圧縮を完了するために、
変換されたフレームをハフマン符号化する際に後に用い
られる。量子化器１１４による量子化が重要なのは、変
換パラメータの量子化の間に、圧縮量増大のために相当
の信号損失が発生するからである。変換コーダ１１２に
おいて用いられる係数の量子化は公知であり、例えば、
先に引用することにより本願にも援用される’４８４特
許に記載されている。量子化は量子化パラメータＱを必
要とする。このパラメータＱは、符号化されたビデオ信
号における信号解像度と、ビデオ信号の符号化において
実現される圧縮度との間で選択される妥協点を表す。通
常、量子化パラメータＱが大きい程、信号損失の増大を
犠牲にして圧縮度が高められる。逆に、量子化パラメー
タＱが小さい程、圧縮度の低下という犠牲の下で信号損
失が少なくなる。
【００２４】量子化パラメータＱは、通常、ＭＢモード
およびＱ制御装置１１６によって決定され、パラメータ
は、ビデオ信号圧縮器１００によって行われる符号化を
微調整するために、ユーザーにより従来のユーザー・イ
ンターフェース技法を用いて設定される。現フレームの
特定のマクロブロックに対応する動きベクトル誤差信号
が動きスレショルドよりも大きい場合、変換されたマク
ロブロックを量子化するために、公称量子化パラメータ
Ｑが従来の方法で用いられる。何故なら、空間フィルタ
処理がこの特定のマクロブロックに適用されたからであ
る。逆に、マクロブロックに対応する動きベクトル誤差
信号が動きスレショルドよりも小さい場合、低い方の量
子化パラメータＱＬが用いられる。時間フィルタ処理さ
れたマクロブロックを量子化する際にＱＬを用いること
ができるのは、このようなマクロブロックにおけるノイ
ズは既に相当減少しており、したがって、更に大量の信
号損失を伴うことなく、圧縮度の上昇が既に実現可能と
なっているからである。
【００２５】量子化パラメータＱＬは、通常、量子化パ
ラメータＱよりもオフセット量だけ小さい。このオフセ
ット量自体は量子化パラメータＱにしたがって決定され
る。通常、量子化パラメータＱＬは、量子化パラメータ
Ｑが大きい程、大きな量だけ小さくなる。しかしなが
ら、１つの実施の形態では、量子化パラメータＱＬは決
して１未満ではない。特に、量子化パラメータＱとＱＬ
との間の関係は以下の式で表される。
【００２６】
【数１】 ＱＬ＝ｍａｘ（１、Ｑ−Δ） （１） 式（１）において、Δは量子化パラメータＱにしたがっ
て決定される。特に、１つの実施の形態では、以下の式
にしたがって決定される。
【００２７】
【数２】 １つの実施の形態では、ｑ1およびｑ2は、それぞれ、６
および１０に等しい。したがって、量子化パラメータＱ
が６未満である場合、量子化パラメータＱＬは量子化パ
ラメータＱに等しく、量子化パラメータＱが少なくとも
６で１０以下である場合、量子化パラメータＱＬは量子
化パラメータＱよりも１だけ小さい。また、量子化パラ
メータＱが１０より大きい場合、量子化パラメータＱＬ
は量子化パラメータＱよりもだけ２小さい。
【００２８】したがって、時間フィルタ処理されたマク
ロブロックについて量子化パラメータを調節することに
よって、信号解像度が保存される。このような時間フィ
ルタ処理されたマクロブロックではノイズが大幅に減少
しているので、容認可能な圧縮度が達成される。
【００２９】また、ビデオ信号圧縮器１００は、逆量子
化器１１８、変換デコーダ１２０、動き補償器１２２お
よびループ・フィルタ１２４をも備える。これらは、従
来通りに動作し、ループをサポートするビデオ符号化プ
ロトコルにおいて、以前に符号化されたマクロブロック
を復号化する。このようなプロトコルには、ＩＴＵによ
って公表されたＨ．２６１ビデオ圧縮規格が含まれる。
【００３０】動きスレショルドの決定 上述のように、スレショルド・レジスタ（図２）に格納
される動きスレショルドの選択は、ほぼ同一の主題を表
す２つの別個のマクロブロックにおけるノイズが、合理
的な確実性をもって、２つのマクロブロックに対応する
動きベクトル誤差信号（これは動きスレショルドより小
さい）を有するように、一方、似ているが幾らか異なる
主題を表す２つのマクロブロックが、合理的な確実性を
もって、２つのマクロブロックに対応する動きベクトル
誤差信号（これは動きスレショルドよりも大きい）を有
するように行われる。１つの実施の形態では、動きスレ
ショルドは以下の式にしたがって計算される。
【００３１】
【数３】 ｔ＝２５６（２ｖａｒ）1/2 （３） 式（３）において、ｔは動きスレショルド、ｖａｒは、
ビデオカメラのような特定のビデオ信号源に関連するノ
イズ分散である。ノイズ分散は、当該ビデオ信号源を用
いて経験的な測定によって決定することができ、あるい
は、ビデオ信号自体から予測することも可能である。
【００３２】ビデオ信号源のノイズ分散の経験的測定
は、同一の主題の２つの別個のビデオ画像の比較を含
む。例えば、同一場面の２つの連続した映像を撮るよう
にビデオ・カメラを設定することができる。好ましく
は、２つの映像を捕捉する間、カメラを移動せず、場面
も全く変化させない。例えば、カメラを三脚の上に取り
付け、遠隔操作によって作動させることができ、場面は
室内に設定するか、あるいは、事実上風がない場合にの
み、戸外に設定することができる。理解されるように、
完全に同一の主題を有する別個の画像を捕獲することは
実際上不可能である。しかしながら、画像は、実行でき
る限り同一に近い主題を有するべきである。こうするこ
とによって、ビデオ信号源のノイズ分散を、２つの画像
の各画素の比較によって決定することができる。即ち、
ビデオ信号源のノイズ分散は、以下の式にしたがって計
算される。
【００３３】
【数４】 式（４）において、ＩおよびＪは、それぞれ、水平方向
および垂直方向の画素数であり、ｐ1（ｉ、ｊ）および
ｐ2（ｉ、ｊ）は、それぞれ、第１および第２の画像の
ｉ番目の列およびｊ番目の行における画素の値である。
【００３４】時として、動き分散の直接測定が事実上不
可能な場合もある。また、場合によって、ビデオ信号が
既に何らかの記憶媒体に格納されており、ビデオ・スト
リームを形成するためのビデオ信号の符号化が、ビデオ
信号のフォーマット変換の間に行われることがある。し
たがって、ビデオ信号源は使用可能でないか又はビデオ
信号の最初の捕捉以来大きく変化しているので、ビデオ
信号源からの動き分散のあらゆる直接測定の読み取りは
的外れとなる。例えば、ＶＨＳビデオ・カセット・テー
プまたはレーザー・ディスク上に記憶されているビデオ
信号を読み出し、このビデオ信号の全部または一部を捕
捉した特定のビデオ・カメラまたはフィルム・カメラに
アクセスすることなく、ＭＰＥＧまたは同様のフォーマ
ットに符号化することができる。このような場合、動き
分散は、ビデオ信号自体から予測される。
【００３５】通常、ビデオ信号の連続する２つのフレー
ムが比較される。特定のフレームについては、動きベク
トル誤差信号が最も小さいマクロブロックの割合が選択
される。１つの実施の形態では、マクロブロックの２５
％が選択され、動きベクトル誤差信号が最も小さいマク
ロブロックが選択されるる。動きベクトル誤差信号が最
も小さいマクロブロックを選択するのは、このようなマ
クロブロックは、他のフレームの対応するマクロブロッ
クからの差が最も少ないからである。言い換えると、こ
のようなマクロブロックの主題は、対応する時間的に変
位したマクロブロックの主題に最も類似しており、それ
らの差はいずれもノイズによる可能性が一層高いからで
ある。動き分散初期予測値は、以下の式にしたがって、
選択したマクロブロックから計算される。
【００３６】
【数５】 式（５）において、Ｖａｒ0はビデオ信号自体から導出
された動き分散の初期予測値である。Ｎは、先に説明し
たように選択したマクロブロックの数である。選択した
マクロブロックの特定の画素の輝度は、ｙn（ｋ、ｉ、
ｊ）で表され、直前のフレームにおける対応する時間的
に変位したマクロブロックの対応する画素の輝度は、ｐ
ｙn（ｋ、ｉ、ｊ）で表される。
【００３７】したがって、動き分散の初期予測値Ｖａｒ
0は、ビデオ信号の連続する２つのフレームの選択され
たマクロブロックから導出される。この予測された動き
分散から動きスレショルドが計算され、先により詳細に
説明したように、時間フィルタ２０６（図２）または空
間フィルタ２０８のいずれを適用するかについて判定を
行うために用いられる。動き分散の新たな予測値は、式
（５）にしたがって、ビデオ信号の後続の各フレームか
ら導出される。新たな予測値が以前に用いた予測動き分
散よりも小さい場合、この新たな予測された動き分散か
ら新たな動きスレショルドを計算してスレショルド・レ
ジスタ２０４に格納し、これによって、以前に格納した
動きスレショルドを上書きする。
【００３８】ビデオ信号圧縮器のコンピュータ・システ
ムへの実装 １つの実施の形態では、ビデオ信号圧縮器１００（図
１）は、コンピュータ・システム内で実行される。特
に、コンピュータ・システム４００（図４）は、プロセ
ッサ４０２、およびバス４０６を通じてこのプロセッサ
４０２に結合されているメモリ４０４を含む。プロセッ
サ４０２はメモリ４０４からコンピュータ命令を取り出
し、取り出したコンピュータ命令を実行する。加えて、
プロセッサ４０２は、モデムまたはイーサネット・ネッ
トワーク・アクセス回路のようなネットワーク・アクセ
ス回路４６０を通じて、コンピュータ・ネットワーク４
７０からコンピュータ命令を取り出すことも可能であ
る。また、プロセッサ４０２は、取り出されて実行され
たコンピュータ命令にしたがって、メモリ４０４との間
でデータの読み出しおよびデータの書き込みを行い、バ
ス４０６を通じて１つ以上のコンピュータ表示装置４２
０にデータおよび制御信号を送ると共に、バス４０６を
通じて１つ以上のコンピュータ・ユーザー入力装置４３
０からデータおよび制御信号を受け取る。
【００３９】メモリ４０４は任意のタイプのコンピュー
タ・メモリを含むことができ、ランダム・アクセス・メ
モリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）お
よび磁気ディスクおよび／または光ディスクのような記
憶媒体を含む記憶装置を含むことができるが、これらに
限定されるものではない。メモリ４０４は、メモリ４０
４から読み出されプロセッサ４０２において実行される
コンピュータ・プロセスの全部または一部であるビデオ
信号圧縮器１００を含む。コンピュータ・プロセスと
は、一般的に、コンピュータ・システム４００によって
実行されるタスクを集合的に定義するコンピュータ命令
およびデータの集合のことである。
【００４０】コンピュータ表示装置４２０の各々は任意
のタイプのコンピュータ表示装置とすることができ、プ
リンタ、陰極線管（ＣＲＴ）、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）ディスプレイまたは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を
含むが、これらに限定される訳ではない。コンピュータ
表示装置４２０の各々は、プロセッサ４０２から制御信
号およびデータを受け取り、このような制御信号に応答
して、受け取ったデータを表示する。コンピュータ表示
装置４２０、および、プロセッサ４０２によるその制御
は従来通りである。
【００４１】ユーザー入力装置４３０の各々は任意のタ
イプのユーザー入力装置とすることができ、キーボー
ド、数値キーパッド、あるいは電子マウス、トラックボ
ール、ライトペン、接触感応パッド、デジタル化タブレ
ット、サム・ホイールまたはジョイスティックのような
ポインティング・デバイスを含むが、これらに限定され
るものではない。ユーザー入力装置の各々はユーザーに
よる物理的操作に応答して信号を発生し、その信号をバ
ス４０６を通じてプロセッサ４０２に送る。
【００４２】上述のように、ビデオ信号圧縮器１００
は、プロセッサ４０２内において、メモリ４０４から実
行される。即ち、プロセッサ４０２がビデオ信号圧縮器
１００からのコンピュータ命令を取り出し、これらのコ
ンピュータ命令を実行する。プロセッサ４０２は、ビデ
オ信号圧縮器１００を実行する際、ソース・ビデオ信号
４４０からフレームを読み取り、上述のようにこれらの
フレームの処理および符号化を行い、この符号化された
フレームを符号化されたビデオ信号４５０に格納する。
【００４３】以上の記載は例示であり、限定するもので
はない。本発明は特許請求の範囲によってのみ限定され
るものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるビデオ信号圧縮器のブロック図。
【図２】図１のフィルタ処理モジュールのブロック図。
【図３】図２のフィルタ処理モジュールの処理を示す論
理流れ図。
【図４】図１のビデオ信号プロセッサを含むコンピュー
タ・システムのブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597004720 2550 Ｇａｒｃｉａ Ａｖｅｎｕｅ，ＭＳ ＰＡＬ１−521，Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ｖ ｉｅｗ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ 94043− 1100，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

Claims (52)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 動画ビデオ信号のビデオ画像の少なくと
    も一部分を圧縮する方法であって、 前記動画ビデオ信号の異なるビデオ画像の別の部分を選
    択するステップであって、前記別の部分が前記一部分か
    ら時間的に変位したものであるステップと、 前記一部分と前記別の部分との差を表す誤差信号を生成
    するステップと、 前記誤差信号を所定のスレショルドと比較するステップ
    と、 前記誤差信号が前記所定のスレショルド未満である場
    合、前記一部分と前記別の部分に時間フィルタを適用
    し、フィルタ処理済みの部分を生成するステップと、を
    含む方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、更に、 前記誤差信号が前記所定のスレショルド未満でない場
    合、前記一部分および前記別の部分に空間フィルタを適
    用し、フィルタ処理済みの部分を生成するステップを含
    む方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の方法であって、前記一部
    分および前記別の部分は、それぞれ、第１マクロブロッ
    クおよび第２マクロブロックであり、 別の部分を選択する前記ステップは、 前記一部分の動きを予測して、第２フレームにおける前
    記別の部分に対する動きベクトルを生成するステップを
    含み、前記動きベクトルが前記別の部分を識別する方
    法。
  4. 【請求項４】 請求項３記載の方法であって、前記誤差
    信号は、動きを予測する前記ステップにおいて前記動き
    ベクトルと関連付けて生成される動きベクトル誤差信号
    である方法。
  5. 【請求項５】 請求項３記載の方法であって、第１フレ
    ームは動き補償されたフレームであり、更に、前記動き
    ベクトルは前記第１フレームを圧縮フォーマットに符号
    化する際に用いられる方法。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の方法であって、更に、 前記ビデオ信号のノイズ分散にしたがって、前記所定の
    スレショルドを決定するステップを含む方法。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の方法であって、前記所定
    のスレショルドを決定する前記ステップは、 実質的に同一の主題を有する少なくとも第１および第２
    のビデオ画像を捕捉するステップと、 前記第１および第２のビデオ画像を比較し、前記第１お
    よび第２のビデオ画像におけるノイズ分散を測定するス
    テップと、を含む方法。
  8. 【請求項８】 請求項６記載の方法であって、前記所定
    のスレショルドを決定する前記ステップは、 第１フレームから１つ以上の選択された部分を選択する
    ステップと、 前記選択された部分を第２フレームの対応する部分と比
    較し、前記選択された部分と前記対応する部分との間の
    差を測定するステップと、 前記の測定した差から前記動き分散を予測するステップ
    と、から成る方法。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の方法であって、更に、 後続のフレームに対する後続のノイズ分散を計算するス
    テップと、 前記の最初に述べたノイズ分散と前記後続のノイズ分散
    との内の小さい方にしたがって、前記所定のスレショル
    ドを決定するステップと、を含む方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の方法であって、更に、 変換係数を用いて前記のフィルタ処理済みのフレームを
    変換するステップと、 量子化パラメータを用いて前記変換係数を量子化するス
    テップと、 前記一部分に対して、前記量子化パラメータを調節する
    ステップと、を含む方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の方法であって、調節
    する前記ステップが前記量子化パラメータを所定のマー
    ジンだけ小さくするステップを含む方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の方法であって、更
    に、 前記量子化パラメータにしたがって、多数の所定のマー
    ジンから前記所定のマージンを選択するステップを含む
    方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１記載の方法であって、前記一
    部分はマクロブロックである方法。
  14. 【請求項１４】 動画ビデオ信号のビデオ画像の少なく
    とも一部分を圧縮するビデオ信号圧縮器であって、 前記動画ビデオ信号の異なるビデオ画像の別の部分を選
    択するように構成された動き予測器であって、前記別の
    部分が前記一部分から時間的に変位したものであり、更
    に、前記一部分と前記別の部分との差を表す誤差信号を
    生成するように構成された動き予測器と、 前記動き予測器に動作的に結合され、前記誤差信号を所
    定のスレショルドと比較するように構成された比較器
    と、 前記比較器に動作的に結合され、前記誤差信号が前記所
    定のスレショルド未満である場合、前記一部分および前
    記別の部分に時間フィルタを適用し、フィルタ処理済み
    の部分を生成するように構成された時間フィルタ・モジ
    ュールと、を含むビデオ信号圧縮器。
  15. 【請求項１５】 請求項１４記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、更に、 前記比較器に動作的に結合され、前記誤差信号が前記所
    定のスレショルド未満でない場合、前記一部分に空間フ
    ィルタを適用し、フィルタ処理済みの部分を生成するよ
    うに構成された空間フィルタ・モジュールを含むビデオ
    信号圧縮器。
  16. 【請求項１６】 請求項１４記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、前記一部分および前記別の部分は、それぞれ、
    第１マクロブロックおよび第２マクロブロックであり、
    前記動き予測器は、 前記一部分の動きを予測して、第２フレームにおける前
    記別の部分に対する動きベクトルを生成するように構成
    された動きベクトル発生器を含み、前記動きベクトルが
    前記別の部分を識別するビデオ信号圧縮器。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、前記誤差信号は、動きを予測する前記ステップ
    において前記動きベクトルと関連付けて生成される動き
    ベクトル誤差信号であるビデオ信号圧縮器。
  18. 【請求項１８】 請求項１６記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、第１フレームは動き補償されたフレームであ
    り、前記動きベクトルは第１フレームを圧縮フォーマッ
    トに符号化する際に用いられるビデオ信号圧縮器。
  19. 【請求項１９】 請求項１４記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、更に、 前記比較器に動作的に結合され、前記ビデオ信号のノイ
    ズ分散にしたがって、前記所定のスレショルドを決定す
    るように構成されたスレショルド発生器を含むビデオ信
    号圧縮器。
  20. 【請求項２０】 請求項１９記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、前記スレショルド発生器は、 実質的に同一の主題を有する少なくとも第１および第２
    のビデオ画像を捕捉するように構成されたビデオ画像受
    信モジュールと、 前記ビデオ画像受信モジュールに動作的に結合され、前
    記第１および第２のビデオ画像を比較し、前記第１およ
    び第２のビデオ画像におけるノイズ分散を測定するよう
    に構成されたビデオ画像比較モジュールと、を含むビデ
    オ信号圧縮器。
  21. 【請求項２１】 請求項１９記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、前記スレショルド発生器は、 第１フレームから１つ以上の選択された部分を選択する
    ように構成されたフレーム選択モジュールと、 前記フレーム選択モジュールに動作的に結合され、前記
    選択された部分を第２フレームの対応する部分と比較
    し、前記選択された部分と前記対応する部分との間の差
    を測定するように構成されたフレーム比較モジュール
    と、 前記フレーム比較モジュールに動作的に結合され、前記
    の測定した差から前記動き分散を予測するように構成さ
    れた動き分散予測モジュールと、を含むビデオ信号圧縮
    器。
  22. 【請求項２２】 請求項２１記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、前記スレショルド発生器は、 前記動き分散予測モジュールに動作的に結合され、前記
    最初に述べたノイズ分散と後続のフレームについて計算
    した後続のノイズ分散との内の小さい方にしたがって、
    前記所定のスレショルドを決定するように構成されたス
    レショルド比較モジュールを含むビデオ信号圧縮器。
  23. 【請求項２３】 請求項１４記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、更に、 前記時間フィルタモジュールに動作的に結合され、変換
    係数を用いて前記のフィルタ処理済みのフレームを変換
    するように構成された変換モジュールと、 前記変換モジュールに動作的に結合され、量子化パラメ
    ータを用いて前記変換係数を量子化するように構成され
    た量子化モジュールと、 前記量子化モジュールに動作的に結合され、前記一部分
    に対して前記量子化パラメータを調節するように構成さ
    れた量子化パラメータ調節モジュールと、を含むビデオ
    信号圧縮器。
  24. 【請求項２４】 請求項２３記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、前記量子化パラメータ調節モジュールは、更
    に、前記量子化パラメータを所定のマージンだけ小さく
    するように構成されているビデオ信号圧縮器。
  25. 【請求項２５】 請求項２４記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、前記量子化モジュール調節モジュールは、更
    に、前記量子化パラメータにしたがって、多数の所定の
    マージンから前記所定のマージンを選択するように構成
    されているビデオ信号圧縮器。
  26. 【請求項２６】 請求項１４記載のビデオ信号圧縮器で
    あって、前記一部分はマクロブロックであるビデオ信号
    圧縮器。
  27. 【請求項２７】 動画ビデオ信号のビデオ画像の少なく
    とも一部分を圧縮するためのコンピュータ読み取り可能
    コードが具体化されているコンピュータ使用可能媒体を
    含むコンピュータ・プログラム生産物であって、前記コ
    ンピュータ読み取り可能コードが、 前記動画ビデオ信号の異なるビデオ画像の別の部分を選
    択するように構成された動き予測部であって、前記別の
    部分が前記一部分から時間的に変位したものであり、更
    に、前記一部分と前記別の部分との間の差を表す誤差信
    号を生成するように構成された動き予測部と、 前記動き予測部に動作的に結合され、前記誤差信号を所
    定のスレショルドと比較するように構成された比較部
    と、 前記比較部に動作的に結合され、前記誤差信号が前記所
    定のスレショルド未満である場合、前記一部分および前
    記別の部分に時間フィルタを適用し、フィルタ処理済み
    の部分を生成するように構成された時間フィルタ・モジ
    ュールと、を含むコンピュータ・プログラム生産物。
  28. 【請求項２８】 請求項２７記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、更に、 前記比較部に動作的に結合され、前記誤差信号が前記所
    定のスレショルド未満でない場合、前記一部分に空間フ
    ィルタを適用し、フィルタ処理済みの部分を生成するよ
    うに構成された空間フィルタ・モジュールを含むコンピ
    ュータ・プログラム生産物。
  29. 【請求項２９】 請求項２７記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、前記一部分および前記別の部分
    は、それぞれ、第１マクロブロックおよび第２マクロブ
    ロックであり、更に、前記動き予測部は、 前記一部分の動きを予測して、第２フレームにおける前
    記別の部分に対する動きベクトルを生成するように構成
    された動きベクトル発生部を含み、前記動きベクトルが
    前記別の部分を識別するコンピュータ・プログラム生産
    物。
  30. 【請求項３０】 請求項２９記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、前記誤差信号は、動きを予測す
    る前記ステップにおいて前記動きベクトルと関連付けて
    生成される動きベクトル誤差信号であるコンピュータ・
    プログラム生産物。
  31. 【請求項３１】 請求項２９記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、第１フレームは動き補償された
    フレームであり、前記動きベクトルは第１フレームを圧
    縮フォーマットに符号化する際に用いられるコンピュー
    タ・プログラム生産物。
  32. 【請求項３２】 請求項２７記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、更に、 前記比較部に動作的に結合され、前記ビデオ信号のノイ
    ズ分散にしたがって、前記所定のスレショルドを決定す
    るように構成されたスレショルド発生部を含むコンピュ
    ータ・プログラム生産物。
  33. 【請求項３３】 請求項３２記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、前記スレショルド発生部は、 実質的に同一の主題を有する少なくとも第１および第２
    のビデオ画像を捕捉するように構成されたビデオ画像受
    信モジュールと、 前記ビデオ画像受信モジュールに動作的に結合され、前
    記第１および第２のビデオ画像を比較し、前記第１およ
    び第２のビデオ画像におけるノイズ分散を測定するよう
    に構成されたビデオ画像比較モジュールと、を含むコン
    ピュータ・プログラム生産物。
  34. 【請求項３４】 請求項３２記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、前記スレショルド発生部は、 第１フレームから１つ以上の選択された部分を選択する
    ように構成されたフレーム選択モジュールと、 前記フレーム選択モジュールに動作的に結合され、前記
    選択された部分を第２フレームの対応する部分と比較
    し、前記選択された部分と前記対応する部分との間の差
    を測定するように構成されたフレーム比較モジュール
    と、 前記フレーム比較モジュールに動作的に結合され、前記
    の測定した差から前記動き分散を予測するように構成さ
    れた動き分散予測モジュールと、を含むコンピュータ・
    プログラム生産物。
  35. 【請求項３５】 請求項３４記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、前記スレショルド発生部は、 前記動き分散予測モジュールに動作的に結合され、前記
    の最初に述べたノイズ分散と後続のフレームについて計
    算した後続のノイズ分散との内の小さい方にしたがって
    前記所定のスレショルドを決定するように構成されたス
    レショルド比較モジュールを含むコンピュータ・プログ
    ラム生産物。
  36. 【請求項３６】 請求項２７記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、更に、 前記時間フィルタモジュールに動作的に結合され、変換
    係数を用いて前記のフィルタ処理済みのフレームを変換
    するように構成された変換モジュールと、 前記変換モジュールに動作的に結合され、量子化パラメ
    ータを用いて前記変換係数を量子化するように構成され
    た量子化モジュールと、 前記量子化モジュールに動作的に結合され、前記一部分
    に対して前記量子化パラメータを調節するように構成さ
    れた量子化パラメータ調節モジュールと、を含むコンピ
    ュータ・プログラム生産物。
  37. 【請求項３７】 請求項３６記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、前記量子化パラメータ調節モジ
    ュールは、更に、前記量子化パラメータを所定のマージ
    ンだけ小さくするように構成されているコンピュータ・
    プログラム生産物。
  38. 【請求項３８】 請求項３７記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、前記量子化モジュール調節モジ
    ュールは、更に、前記量子化パラメータにしたがって多
    数の所定のマージンから前記所定のマージンを選択する
    ように構成されているコンピュータ・プログラム生産
    物。
  39. 【請求項３９】 請求項２７記載のコンピュータ・プロ
    グラム生産物であって、前記一部分はマクロブロックで
    あるコンピュータ・プログラム生産物。
  40. 【請求項４０】 （ｉ）コンピュータ読み取り可能媒体
    上に格納されており、（ｉｉ）コンピュータによって実
    行可能であり、（ｉｉｉ）各々前記コンピュータによっ
    て実行される少なくとも１つの機能を実行するように構
    成され、集合的に動画ビデオ信号のビデオ画像の少なく
    とも一部分を圧縮するように構成された少なくとも１つ
    のモジュールを含むコードを分配するシステムであっ
    て、 前記動画ビデオ信号の異なるビデオ画像の別の部分を選
    択するように構成された動き予測部であって、前記別の
    部分が前記一部分から時間的に変位したものであり、更
    に、前記一部分と前記別の部分との間の差を表す誤差信
    号を生成するように構成された動き予測部と、 前記動き予測部に動作的に結合され、前記誤差信号を所
    定のスレショルドと比較するように構成された比較部
    と、 前記比較部に動作的に結合され、前記誤差信号が前記所
    定のスレショルド未満である場合、前記一部分および前
    記別の部分に時間フィルタを適用し、フィルタ処理済み
    の部分を生成するように構成された時間フィルタ・モジ
    ュールと、を含むシステム。
  41. 【請求項４１】 請求項４０記載のシステムであって、
    更に、 前記比較部に動作的に結合され、前記誤差信号が前記所
    定のスレショルド未満でない場合、前記一部分に空間フ
    ィルタを適用し、フィルタ処理済みの部分を生成するよ
    うに構成された空間フィルタ・モジュールを含むシステ
    ム。
  42. 【請求項４２】 請求項４０記載のシステムであって、
    前記一部分および前記別の部分は、それぞれ、第１マク
    ロブロックおよび第２マクロブロックであり、更に、前
    記動き予測部は、 前記一部分の動きを予測して、第２フレームにおける前
    記別の部分に対する動きベクトルを生成するように構成
    された動きベクトル発生部を含み、前記動きベクトルが
    前記別の部分を識別するシステム。
  43. 【請求項４３】 請求項４２記載のシステムであって、
    前記誤差信号は、動きを予測する前記ステップにおいて
    前記動きベクトルと関連付けて生成される動きベクトル
    誤差信号であるシステム。
  44. 【請求項４４】 請求項４２記載のシステムであって、
    第１フレームは動き補償されたフレームであり、前記動
    きベクトルは第１フレームを圧縮フォーマットに符号化
    する際に用いられるるシステム。
  45. 【請求項４５】 請求項４０記載のシステムであって、
    更に、 前記比較部に動作的に結合され、前記ビデオ信号のノイ
    ズ分散にしたがって、前記所定のスレショルドを決定す
    るように構成されたスレショルド発生部を含むシステ
    ム。
  46. 【請求項４６】 請求項４５記載のシステムであって、
    前記スレショルド発生部は、 実質的に同一の主題を有する少なくとも第１および第２
    のビデオ画像を捕捉するように構成されたビデオ画像受
    信モジュールと、 前記ビデオ画像受信モジュールに動作的に結合され、前
    記第１および第２のビデオ画像を比較し、前記第１およ
    び第２のビデオ画像におけるノイズ分散を測定するよう
    に構成されたビデオ画像比較モジュールと、を含むシス
    テム。
  47. 【請求項４７】 請求項４５記載のシステムであって、
    前記スレショルド発生部は、 前記第１フレームから１つ以上の選択された部分を選択
    するように構成されたフレーム選択モジュールと、 前記フレーム選択モジュールに動作的に結合され、前記
    選択された部分を第２フレームの対応する部分と比較
    し、前記選択された部分と前記対応する部分との間の差
    を測定するように構成されたフレーム比較モジュール
    と、 前記フレーム比較モジュールに動作的に結合され、前記
    の測定した差から前記動き分散を予測するように構成さ
    れた動き分散予測モジュールと、を含むシステム。
  48. 【請求項４８】 請求項４７記載のシステムであって、
    前記スレショルド発生部は、 前記動き分散予測モジュールに動作的に結合され、前記
    の最初に述べたノイズ分散と後続のフレームについて計
    算した後続のノイズ分散との内の小さい方にしたがっ
    て、前記所定のスレショルドを決定するように構成され
    たスレショルド比較モジュールを含むシステム。
  49. 【請求項４９】 請求項４０記載のシステムであって、
    更に、 前記時間フィルタ・モジュールに動作的に結合され、変
    換係数を用いて前記のフィルタ処理済みのフレームを変
    換するように構成された変換モジュールと、 前記変換モジュールに動作的に結合され、量子化パラメ
    ータを用いて前記変換係数を量子化するように構成され
    た量子化モジュールと、 前記量子化モジュールに動作的に結合され、前記一部分
    に対して前記量子化パラメータを調節するように構成さ
    れた量子化パラメータ調節モジュールと、を含むシステ
    ム。
  50. 【請求項５０】 請求項４９記載のシステムであって、
    前記量子化パラメータ調節モジュールは、更に、前記量
    子化パラメータを所定のマージンだけ小さくするように
    構成されているシステム。
  51. 【請求項５１】 請求項５０記載のシステムであって、
    前記量子化モジュール調節モジュールは、更に、前記量
    子化パラメータにしたがって、多数の所定のマージンか
    ら前記所定のマージンを選択するように構成されている
    システム。
  52. 【請求項５２】 請求項４０記載のシステムであって、
    前記一部分はマクロブロックであるシステム。
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