JPS62213493A - 動きベクトルを用いた動画像信号のフレ−ム内插方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は動画像信号のフレームを間引いて伝送し、受信
側で欠落したフレームを再生する方式に係り、特に動画
像信号から動きベクトルを検出し、これを用いて内挿に
よりフレームを再生する動画像信号のフレーム内挿方式
に関する。

（従来の技術） 動画像信号は他の信号と比較して極めて大きな情報量を
有しており、伝送に際しては大きな問題となる。−例と
して動画像信号をデジタル化して伝送する場合には、８
０ないし１００ｊ１１ビツト／秒の伝送速度が必要とな
り、これは電話の約１０００倍に相当する。従って動画
像信号を効率よく伝送するためには、何らかの情報量削
減方式が必要とされる。

一方、動画像信号は毎秒２５ないし３０フレームから構
成されているので、このフレームを全部伝送するのでは
なく、一定間隔に間引いて伝送すれば、簡易に伝送速度
を低減させることができる。

この方式は「駒落し」と呼ばれる。この場合、受信側で
は駒落しされた信号を標準の動画像信号に変換する必要
がある。最も単純な方法は図１（１）のように、前回伝
送されたフレームをそのまま繰り返す方式であるが、こ
の方式では画像に動きがあるとこれを滑らかに再現する
ことができないため、ギクシャクした不連続な画像とな
ってしまう。次に考えられる方法は図１（２）のように
伝送された前後フレームから線形内挿によって欠落した
フレームを再生する方式であるが、この方式は画像に動
きがある場合にはボケを生じるため、動画像に対して鮮
明な再生画を得ることができない。

この問題を効果的に解決するには、動画像信号から動き
ベクトルを検出し、これを用いて内挿により欠落したフ
レームを再生する方式が有効である。即ち、図２のよう
に伝送されたフレームをｉ　、　ｋ、これに挟まれた欠
落フレームをｊとし、ｊを小さな画素ブロックに分割し
て各ブロック毎に画像を再生するものとする。今フレー
ムｊ内のブロックＢｊを再生するものとすると、ブロッ
クＢｊを通過するフレームｉ−に間の動きベクトルを検
出することにより、その両端に位置するブロックＢｉ、
Ｂｋを用いて線形内挿等によりブロックＢｊを再生する
ことができる。この方式では検出した動きベクトルに誤
りが無い限り、内挿フレームにボケを生じないため、動
画像信号に対しても鮮明な再生画を得ることができる。

しかしながら、検出した動きベクトルに誤りがあった場
合には、非常に目立つ劣化が生じるため、動画像信号か
ら正確に動きベクトルを検出する技術が必要とされる。

このような技術としては、従来よりフレーム間信号差分
とフレーム内信号差分との関係に基き動きベクトルを検
出する逐次方法（例えば、「画像動き量検出方式」特願
昭５９−１３５０１号）および動きベクトルの検出に際
して周辺の画素ブロックの動き量を適応的に初期偏位ベ
クトルとして用いる方法（例えば、「動画像の動き検出
方式」特願昭１３０−１９３０８０号）が提案されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、上述した従来技術をそのまま駒落し動画像信
号の動き補償フレーム内挿に適用すると、動きの激しい
動画像にたいしては、検出制度が十分でないために、動
きベクトルの検出誤りを生じ、結果として内挿画像の劣
化を招く。

本発明は、従来技術の欠点を解決するためになされたも
ので、動画像信号のフレーム詞藻し伝送において、動画
像信号から高精度で動きベクトルを検出し、これを用い
て欠落フレームを内挿することにより、動きが激しい動
画像に対しても良好な再生画質を得ることができるフレ
ーム内挿方式を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明は動画像信号のフレ
ーム詞藻し伝送において、送信側では伝送されるフレー
ムを動き補償を用いて符号化し、受信側では欠落したフ
レームを内挿するための動き検出の初期偏位ベクトルと
して、伝送フレーム情報中に含まれる動きベクトルを用
いることを特徴とする。

（発明の原理） 先ず本発明の詳細な説明する。

動画像信号は図３のように連続するフレームより構成さ
れるが、フレーム詞藻し伝送においては全てのフレーム
を伝送するのではなく、一定間隔に間引いて伝送する。

今、説明のためにフレームを１／２に間引くものとし、
図３において木印のフレームだけを伝送するものとする
。送信側ではこの伝送されるフレーム間の動きベクトル
を画素ブロック単位に検出し、このフレームを動き補償
符号化する。動き検出方式としては例えば前述の２方式
を組合せたものを用いることができ、また符号化方式と
しては公知の技術であるフレーム間差分符号化（ＤＰＣ
Ｍ）等を用いることがで煙る。

検出された画素ブロック毎の動きベクトルは、他の符号
化情報と共に伝送される。受信側では伝送されたフレー
ムを順次復号すると同時に、動きベクトル情報を１フレ
一ム分記憶する。図４において、今フレームにの復号が
完了したとすると、次にフレームｊの内挿処理に移る。

７レームｊは画素ブロック毎に内挿されるが、今ブロッ
クＢを内挿する場合、このブロックを通過するフレーム
ｉ−に間の動きベクトルを検出するための初期偏位ベク
トルとして、図５に示すように既に復号の完了したフレ
ームに内の同位置Ｏ及びその周辺のブロックＰ−Ｗの動
きベクトルを用いる。ブロックＢを通過するフレームｉ
−に間の動きベクトルを検出する方法としては、例えば
文献（「動き補償フィールド内挿方式の検討Ｊ　、　１
９８５年テレビジョン学会全国大会、８−１３）の方式
を用いることができる。また、初期偏位ベクトルの決定
方法としては、最適な動きベクトルを選択する方式（「
動画像の動き検出方式」特願昭８０−１９３０８０号）
、またはより簡易な方式として、フレームに内の同位置
にあるブロックの動きベクトルをそのまま初期偏位ベク
トルとする方式を用いることができる。

このようにしてフレームｊを画素ブロック単位に、動き
ベクトルを検出しなから内挿により再生してゆく。フレ
ームｊはフレームにより後に再生されるため、図６のよ
うに受信側では伝送されてきたフレームを一時メモリに
記憶し、内挿フレームの再生完了後、順次フレームを出
力する。

以上の操作により、フレーム防落しされた動画像信号を
、高い画質を保った標準動画像信号へ変換することがで
きる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する０
図７は本発明の送信側における実施例、図８は本発明の
受信側における実施例である。図７において１はフレー
ム数カウンタ、２が画像信号スイッチ、３は符号化器、
４は動きベクトル検出器、５は信号多重化器である。入
力されたビデオ信号はフレーム数カウンタ（１）により
フレーム数を計数され、これによって画像信号スイッチ
（２）が開閉制御されて、フレームが間引かれ、伝送さ
れるフレームだけが符号化器（３）および動きベクトル
検出器（４）に入力される。動きベクトル検出器（４）
では、伝送フレーム間の動きベクトルが検出され、符号
化器（３）ではこの動きベクトルを用いて伝送フレーム
を動き補償符号化する。この符号化結果及び動きベクト
ルは信号多重化器（５）において多重化され、回線へ送
出される。

図８において、１は信号分離器、２は復号化器、３は動
きベクトルメモリ、４は動きベクトル検出器、５は画像
信号線形内挿器、６，７．８はフレームメモリ、９は画
像信号スイッチである。

回線から受信された信号は、信号分離器（１）により符
号化情報と動きベクトルに分離される。これらは復号化
器に入力されて伝送フレームの再生が行われる。また動
きベクトルは動きベクトルメモリに入力され一時記憶さ
れる。再生された伝送フレームはフレームメモリ６に入
力され、順次フレームメモリ７．８ヘシフトされる。一
方、動キベクトルメモリからの動きベクトルは、動きベ
クトル検出器４に初期偏位ベクトルとして入力される。

この初期偏位ベクトルを参照しながら、動きベクトル検
出器４はフレームメモリ７．８を用いて、この間の動き
ベクトルを検出し、その結果のベクトルを画像信号線形
内挿器５へ送る。画像信号線形内挿器５はこの動きベク
トルだけシフトされた画素ブロックをフレームメモリ７
．８より読出し、これの和を１／２にしたものを出力す
る。画像信号スイッチ９は、伝送されたフレームを出力
するタイミングではフレームメモリ８側に倒され、内挿
されたフレームを出力するタイミングでは画像信号線形
内挿器５側に倒される０以上の動作によりビデオ信号が
再生される。

（発明の効果） 本発明により、動画像信号のフレームを間引き、フレー
ム数を低減して伝送し、受信側で動きベクトルを用いて
、内挿により欠落フレームを再生する方式において、受
信側で動きベクトルを検出する際に、送信側で検出され
た動きベクトルを初期偏位ベクトルとして用いるため、
高精度で動きベクトルを検出でき、その結果動きの激し
い動画像にたいしても、良好な再生画質を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図１は従来の、欠落フレームを再生する方式を説明する
図、図２は動きベクトルを用いて欠落フレームを内挿に
より再生する方式を説明する図、図３は本発明における
送信側の動画像信号処理を説明する図、図４は本発明に
おける受信側の動画像４６号処理を説明する図１図５は
本発明における受信側での動きベクトル検出において初
期偏位ベクトルを決定する際に参照することのできる画
素ブロックの配置を示す図、図６は本発明における受４
ｇ側でのフレーム順序の変更動作を説明する図、図７は
本発明の送信側の実施例を示す図、図８は本発明の受信
側の実施例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 動画像信号のフレームを間引き、フレーム数を低減して
   伝送し、動画像信号から検出した動きベクトルを用いて
   、受信側で欠落したフレームを内挿により再生する方式
   において、送信側では伝送するフレームを動き補償を用
   いて符号化し、受信側では欠落したフレームを内挿する
   ための動き検出の初期偏位ベクトルとして、伝送フレー
   ム情報の中に含まれる送信側から伝送された動きベクト
   ルを用いることを特徴とする動画像信号のフレーム内挿
   方式。