JPS6058785A - 動きベクトル補間符号化方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は画像情報を圧縮して伝送する方式に関し、特に
各フレームを細分化したブロックのフレーム間における
動きベクトルと各ブロックにおけるフレーム間の差分と
の情報によって画像情報を伝送する動き補償符号化方式
において、動きベクトル情報の発生を抑え伝送すべき情
報量を圧縮した動きベクトル補間符号化方式に関するも
のである。

従来技術と問題点 画像情報の伝送に際して、１枚の画面と次の１枚の画面
とを対応する画素ごとに比較して、差分のみを抽出して
符号化して伝送することによって情報圧縮を行う、フレ
ーム間差分符号化方式は既に知られている。しかしなが
らこのような方式では、動きのある画面の場合差分を伝
送すべき画素の数が増加するため、画像情報の圧縮が必
ずしも有効に行われない。

（２） これに対して各フレームを細分化したブロックについて
、フレーム間において差分が最も少なくなる最適位置を
ブロック対応に検出して得られた動きの量と方向とを示
す動きベクトルと、このようにして規定された対応する
ブロック間における差分とによって画像情報を伝送する
、動き補償符号化方式が提案されている。

第１図は動き補償符号化方式の原理を説明するものであ
る。同図においてＡは現フレームにおけるブロックを示
し、Ｂ　（Ｋ）は前フレームにおけるブロックＡと最も
相関の大きいブロックであって、Ｖｋ　は前フレームに
おける対応するブロックの基準位置からの動きを示す動
きベクトルであり、またＰｅ（Ｋ）はブロック八とブロ
ックＢ　（Ｋ）との間の、すべての画素についての累積
誤差である。

この場合累積誤差Ｐｅ（Ｋ）は次式の関係によって定め
られる。

（３） ｆｌ１式で示された評価関数Ｐｅ（Ｋ）において、ａｉ
ばｍ×ｎ個の画素からなるブロックＡにおけるｉ番目の
画素を示し、ｂｉ（Ｋ）は同しくｍｘｎ（固の画素から
なるブロックＢ　（Ｋ）における１番目の画素を示して
いる。またＦば対応する両画素の差分（ａ　ｉ−ｂ　ｉ
　（Ｋ）　）の絶対値またはこれを量子化したものを取
ることを示し、これをｍ×ｎ個の画素について累積した
もの、ずなわち累積誤差Ｐｅ（Ｋ）が最小になるように
ブロック番号Ｋを定めたとき、Ｋはブロック対応で最適
位置を検出したときの動きベクトルＶｏｐｔそのものと
なる。なお第１図においてひＸ方向およびｖｙ方向にそ
れぞれ士■の範囲は、フレーム間でブロックの動きを補
償すべき範囲を示している。

第２図はこのような動き補償符号化方式を実現する一構
成例を示している。同図において、画像信号は動きベク
トル検出部１に加えられて、１フレーム前の信号と比較
されて動きの量と方向とを検出されて、動きベクトルＶ
ｏｐｔを発生する。−万両像信号は減算器２に加えられ
て予測値を減算（４） されて差分を発生し、差分は量子化部３において量子化
されて予測誤差を発生する。さらに予測誤差は加算器４
に加えられて予測値と加算されて復号化信号を発生する
。復号化信号はフレームメモリ５において１フレ一ム分
の遅延を受ける。可変遅延部６は、動きベクトルＶ　ｏ
ｐｔに従って〆変化する可変遅延量に応じて復号化信号
を遅延することによって予測値を発生し、この予測値は
前述のように減算部２において画像信号から予測誤差を
めるために用いられる。

第２図に示された動き補償符号化方式において、従来は
動きベクトルを新画面の全域に亙ってめていた。この場
合ブロックの大きさの最適化は、動きベクトルの情報量
と予測誤差のエントロピーの和が最小になるようにして
行っている。すなわち動きベクトルおよび予測誤差のエ
ントロピーとブロックの大きさとの間には、第３図の実
線に示すような関係があることが確かめられており、こ
れによって最適なブロックの大きさを定めることができ
る。

（５） しかしながらこのような動き補償符号化方式では、動き
ベクトルを新画面の全域に亙ってめるため動きベクトル
の情報量が大きく、かつブロックサイズを小さくできな
いため予測誤差の情報も十分小さくすることができなか
った。

発明の目的 本発明はこのような従来技術の問題点を解決しようとす
るものであって、その目的は、各フレームを細分化した
ブロックのフレーム間における動きベクトルと各ブロッ
クにおけるフレーム間の差分との情報によって画像情報
を伝送する動き補償符号化方式において、動きベクトル
情報量を小さくし伝送すべき情報量を圧縮することがで
きる方式を提供することにある。

発明の実施例 第４図は本発明の動きベクトル補間符号化方式の一実施
例の構成を示している。同図において、第２図における
と同じ部分は同じ番号で示されており、７は間引き部、
８は補間部、９は加算器、１０は可変遅延部、１１は補
間部、１２はフレームメモ（６） リであって、番号１ないし８で示す部分は送信側を示し
、番号９ないし１２で示す部分は受信側を示している。

送信側において、動きベクトル検出部１は第１図につい
て説明したのと同様にして動きベクトルＶｏｐｔを発生
する。間引き部７は動きベクトルの情報を一定の割合例
えば２：１に間引いて、選択された動きベクトルの情報
を発生する。この情報は受信側に伝送される。一方、補
間部８は間引き部７からの選択された動きベクトルの情
報を基に補間演算を行って、間引かれた動きベクトルを
補間して動きベクトルの情報を発生する。補間部７の動
きベクトルの情報は、可変遅延部６に加えられてその遅
延量を変化させる。減算器２．量子化部３．加算器４．
フレームメモリ５および可変遅延部６を含む回路におい
ては、可変遅延部６におけるこのような遅延量によって
、第１図において説明したと同様の予測演算が行われて
、予測誤差を発生する。

受信側において、選択された動きベクトルの情（７） 報は補間部１１に加えられて送信側の補間部８における
と同じ補間演算を行われて、間引かれた動きベクトルを
補間されて動きベクトルの情報を発生ずる。補間部１１
の動きベクトルの情報は、可変遅延部ＩＯに加えられて
その遅延量を変化させる。一方、フレームメモリ１２は
復号化出力を１フレ一ム分遅延させ、可変遅延部１０は
チー−五フレームメモリ１２の出力に対して可変量の遅
延を与えて予α１値の信号を発生させる。予測値の信号
は加算器９において送信側からの予測誤差と加算される
ことによって、加算器８の出力に送信側の画像信号を復
号化した復号化出力を発生する。

第５図は本発明の方式における動きベクトルの補間の一
例を示している。同図において（１）は時間ｔの画面各
部の動きバク１−ルを示し、（２）は時間ｔ＋１の画面
各部の動きベクトルを示している。各図において○は検
出された動きベクトル値を用いることを示し、Δは前の
画面の対応する位置の動きベクトル値をそのまま利用す
るかまたは補間して用いることを示している。この場合
の補間は例（８） えば時間的に、前の画面の値と前の前の画面の値とから
外挿した値を用いてもよい。さらにＸは完全補間を示し
、空間的に近傍の位置の各動きベクトルの値から内挿し
た値を用いることを示している。

本発明の方式では動きベクトルの情報量は間引きを行っ
た結果、選択された値に減少する。また選択されない動
きベクトルは近傍の動きベクトル値から補間してめるが
、ブロックサイズを小さく選ぶことによってベクトル間
の相関が強くなるので、このような補間を行うことが可
能になる。

本発明の符号化方式は、このようにしてめた動きベクト
ルを用いて符号化を行うものである。従ってそれぞれの
ブロックで最適化されてはいないが、各ブロック間の相
関が強いため本発明の方式によったことによる誤差信号
の増加分は大きくない。

第３図において、破線は本発明の方式によった場合の動
きベクトルと予測誤差の一例を示している。木琴明細書
の方式によった場合予測誤差は多（９） 少増加するが、動きベクトルの情報量が大幅に減少する
結果、全体の情報量は従来の方式に比べて減少する。

発明の詳細 な説明したように本発明の動きベクトル補間符号化方式
によれば、検出された動きベクトルを間引いて選択され
た動きベクトル情報を発生し、選択された動きベクトル
情報から間引かれた動きベクトルを補間して動きベクト
ル情報をめ、予測誤差と予測値の信号とを加算して得ら
れた復号化出力を１フレ一ム分遅延させたのち動きベク
トル情報に応じて可変遅延して予測値の信号を発生する
ようにし、この選択された動きベクトル情報と予測誤差
の情報とによって画像信号を伝送するようにしたので、
動きベクトル情報量を小さくし伝送すべき情報量を圧縮
することができるので、甚だ効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は動き補償符号化方式の原理を説明する図、第２
図は動き補償符号化方式を実現する一構（１０） 成例を示す図、第３図は動きベクトルおよび予測雄側の
構成を示す図、第５図は本発明の方式における動きベク
トルの補間の一例を示す図である。 １−動きベクトル検出部、２−・減算器、３−・量子化
部、４−加算器、５−フレームメモリ、６−可変遅延部
、７−・−間引き部、８−・−補間部、９−・加算部、
１〇−可変遅延部、１１−補間部、１２−フレームメモ
リ 特許出願人　富士通株式会社 代理人　弁理士　玉蟲久五部　（外１名）（１１） 第１図 第２図 串醍鰭湖 編佃ンへＬ→

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画面を任意のブロックに分割し、フレームごとのブロッ
   ク間の動きの量と方向とを示す動きベクトルと、前フレ
   ームにおける対応するブロックから任意の予測関数に基
   づいて予測した現フレームにおけるブロックの予測値と
   信号値との予測誤差とによって画像信号を伝送する動き
   補償符号化方式において、検出された動きベクトルを間
   引いて選択された動きベクトル情報を発生する間引き手
   段と、該選択された動きベクトル情報から間引かれた動
   きベクトルを補間して動きベクトル情報をめる補間手段
   と、予測誤差と前記予測値の信号とを加算して得られた
   復号化出力を１フレ一ム分遅延させたのち前記補間手段
   の出力に応して可変遅延して前記予測値の信号を発生す
   る手段とを設け、前記選択された動きベクトル情報と予
   測誤差の情報とによって画像信号を伝送することを特徴
   （１） とする動きベクトル補間符号化方式。