JP2868445B2 - 動画像圧縮方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル動画像を
圧縮する動画像圧縮方法および装置に係り、特に、デジ
タル動画像を構成する各画像を複数種類の予測画像に基
づいて符号化する動画像圧縮方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】文字、図形、音声、映像などの異なる情
報をデジタルデータで表現し、これらのメディアを統合
して一元的に取り扱うマルチメディアが近年注目を浴び
ている。このマルチメディアに対応するオーディオ・ビ
デオ符号化方式として、ＩＳＯ／ＩＥＣのＭＰＥＧ（Mo
ving Picture Experts Group）１およびＭＰＥＧ２がそ
れぞれ国際標準として認められるようになった。

【０００３】これらの符号化方式では、まず、動画像を
構成する各画面（以下、ピクチャともいう）に対し、画
面を構成する画素に含まれる輝度情報および色差情報が
所定の標本化周波数に基づいて水平走査方向および垂直
走査方向に抽出され、いわゆる４：２：０、４：２：２
または４：４：４の画像フォーマットに変換される。次
いで、変換された各画面が、例えば、１６画素×１６画
素の矩形ブロック（以下、マクロブロックという）に分
割される。次いで、これらのマクロブロック単位に、参
照画像のサーチウィンドウから現画像のマクロブロック
に類似した同サイズの類似ブロックが探索され、探索さ
れた類似ブロックとの空間的な距離および方位を表す動
きベクトル並びに探索された類似ブロックとの差分情報
が算出されて動き補償が行なわれる。次いで、これらの
差分情報がＤＣＴ変換（DiscreteCosine Transform ；
離散コサイン変換）、量子化および可変長符号化により
圧縮される。このように差分情報を圧縮すると、原画像
そのものを圧縮するよりも、効率良く圧縮することがで
きる。

【０００４】図４に示すように、ＭＰＥＧでは、Ｉピク
チャ、ＰピクチャおよびＢピクチャの３種類のピクチャ
タイプが規定されている。Ｉピクチャ（Intra-Picture
；フレーム内予測符号化画像）は、ピクチャ内の全て
のマクロブロックが他の画像を参照しないイントラ（In
tra ；フレーム内符号化）ブロックで構成されている。
Ｉピクチャは、他のピクチャタイプの画像を圧縮および
再生するため周期的に設けられており、画面のランダム
アクセスにも利用される。Ｐピクチャ（Predictive-Pic
ture；前方向予測符号化画像）は、時間的に前方向のＩ
ピクチャまたはＰピクチャを参照して符号化されるが、
イントラブロックを含む場合がある。Ｂピクチャ（Bidi
rectionally predictive-Picture；双方向予測符号化画
像）は、時間的に前方向および後方向のＩピクチャまた
はＰピクチャをそれぞれ参照画像として符号化され、イ
ントラブロックを含む場合がある。ただし、Ｂピクチャ
は他の参照画像としては利用されない。また、Ｉピクチ
ャおよびＰピクチャは時間的に原画像と同じ順序で符号
化されるが、ＢピクチャはＩピクチャおよびＰピクチャ
が符号化された後に間に挿入される。

【０００５】例えば、図４（ａ）では、周期Ｍ＝２であ
り、まず、Ｉピクチャーが生成され、次いで、２枚目置
きにＰピクチャーが生成されるとともに、生成されたＰ
ピクチャー若しくはＩピクチャーおよびＰピクチャーか
ら１枚のＢピクチャーが生成されている。また、図４
（ｂ）では、周期Ｍ＝３であり、まず、Ｉピクチャが生
成され、３枚目置きにＰピクチャが生成されるととも
に、生成されたＰピクチャー若しくはＩピクチャーおよ
びＰピクチャーから２枚のＢピクチャーが生成されてい
る。

【０００６】さらに、ＭＰＥＧ１では順次走査方式の画
像のみを取扱っていたのに対し、ＭＰＥＧ２ではインタ
レース走査方式の画像の符号化も取扱われている。イン
タレース走査方式は、単純に順次１ライン毎に垂直走査
を行う順次走査方式に対して、所定の走査ライン毎に飛
び越して垂直走査を行い、飛び越した走査ラインの本数
に対応した走査回数によってフレームを構成するもので
ある。例えば、テレビ映像等に適用される２：１インタ
レース走査方式は、１枚のフレームを奇数走査ラインか
らなるフィールドと偶数走査ラインからなるフィールド
との２枚のフィールドで構成し、まず一方のフィールド
の走査を行ってから他方のフィールドの走査を行うもの
である。このインタレース走査方式は、信号帯域幅を節
減し、実質的に走査線数を減らすことなく、画面全体の
走査回数を多くして画像のちらつきを少なくするもので
ある。

【０００７】インタレース走査方式の画像には、フレー
ムを符号化の単位とするフレーム構造とフィールドを符
号化の単位とするフィールド構造との両方が提供され、
さらに、予測方式には、フレーム予測方式とフィールド
予測方式とがある。ただし、フィールド構造の場合に
は、フレーム予測方式は使えない。まず、フレーム構造
における予測方式の一例を説明する。

【０００８】図５に示すように、現画像フレーム１１０
が奇数走査ラインからなる現画像第１フィールド１１１
および偶数走査ラインからなる現画像第２フィールド１
１２から構成され、参照画像フレーム１２０が奇数走査
ラインからなる第１フィールド１２１および偶数走査ラ
インからなる第２フィールド１２２から構成され、参照
画像フレーム１２０から現画像フレーム１１０を予測す
るとする。また、斜線で示された人物像Ａが画面の左下
から右上の方向に移動しているとする。

【０００９】フレーム構造におけるフレーム予測方式
は、現画像フレーム１１０を参照画像フレーム１２０か
ら動きベクトルＭＶＡによって予測するものである。フ
レーム構造におけるフィールド予測方式では、現画像第
１フィールド１１１を参照画像第１フィールド１２１ま
たは参照画像第２フィールド１２２から動きベクトルＭ
ＶＡ１によって予測するとともに、現画像第２フィール
ド１１２を参照画像第１フィールド１２１または参照画
像第２フィールド１２２から動きベクトルＭＶＡ２によ
って予測し、予測された２つのフィールドを合成するこ
とによってフレーム１１０を予測する。

【００１０】ここで、図６に示すように、現画像を時間
ｎ、参照画像を時間（ｎ−１）とし、現画像および参照
画像の奇数走査ラインの各画素を白丸で表し、現画像お
よび参照画像の偶数走査ラインの各画素を黒丸で表し、
垂直８画素の現画像フレームブロック２１０が垂直４画
素の現画像第１フィールドブロック２１１と垂直４画素
の現画像第２フィールドブロック２１２からなるとする
と、動きベクトルＭＶＡは、現画像フレームブロック２
１０の画素データおよび複数のフレーム候補ブロック２
２０の画素データに基づいて求められる。

【００１１】また、動きベクトルＭＶＡ１は現画像第１
フィールドブロック２１１の画素データおよび複数の第
１フィールド候補ブロック２２１の画素データに基づい
て求められ、動きベクトルＭＶＡ２は現画像第２フィー
ルドブロック２１２の画素データと複数の第２フィール
ド候補ブロック２２２の画素データに基づいて求められ
る。

【００１２】実際には、フレームブロック２１０および
フレーム候補ブロック２２０はそれぞれ１６画素×１６
画素のマクロブロックであり、第１フィールドブロック
２１１、第２フィールドブロック２１２、第１フィール
ド候補フィールド２２１および第２フィールド候補ブロ
ック２２２はそれぞれ１６画素×８画素のブロックによ
って構成される。

【００１３】このように、フレーム構造ではフレーム予
測方式による１本の動きベクトルＭＶＡとフィールド予
測方式による２本の動きベクトルＭＶＡ１，ＭＶＡ２と
が求められ、これらの動きベクトルの中から最適な動き
ベクトルが選択される。次に、フィールド構造における
フィールド予測方式の一例を説明する。フィールド構造
におけるフィールド予測方式は、さらに、１６×１６フ
ィールド予測方式および１６×８フィールド予測方式が
ある。

【００１４】図７に示すように、例えば、参照画像フィ
ールド３２０から現画像フィールド３１０を予測するも
のとする。また、斜線で示された人物像Ｂが画面の左下
から右上の方向に移動しているとする。ここで、図８に
示すように、現画像フィールド３１０を時間ｎ、参照画
像フィールド３２０を時間（ｎ−１）とし、現画像フィ
ールド３１０を構成する各画素を白丸で表し、参照画像
フィールド３２０を構成する各画素を黒丸で表すとす
る。また、現画像フィールド３１０内の垂直４画素の現
画像フィールドブロック４１０が現画像フィールドブロ
ック４１０の上半分を構成する現画像第１セグメントブ
ロック４１１と現画像フィールドブロック４１０の下半
分を構成する第２セグメントブロック４１２とから構成
されているとする。

【００１５】１６×１６フィールド予測方式は、現画像
フィールドブロック４１０の画素データおよび複数のフ
ィールド候補ブロック４２０の画素データに基づいて求
められたフィールド動きベクトルＭＶＢによって参照画
像フィールド３２０から現画像フィールド３１０を予測
するものである。一方、１６×８フィールド予測方式
は、現画像第１セグメントブロック４１１の画素データ
および複数の第１セグメント候補ブロック４２１の画素
データに基づいて求められた第１セグメント動きベクト
ルＭＶＢ１および現画像第２セグメントブロック４１２
の画素データと複数の第２セグメント候補ブロック４２
２の画素データに基づいて求められた第２セグメント動
きベクトルＭＶＢ２によって参照画像フィールド３２０
から現画像フィールド３１０を予測するものである。

【００１６】実際には、フィールドブロック４１０およ
びフィールド候補ブロック４２０はそれぞれ１６画素×
１６画素のマクロブロックであり、第１セグメントブロ
ック４１１、第２セグメントブロック４１２、第１セグ
メント候補フィールド４２１および第２セグメント候補
ブロック４２２はそれぞれ１６画素×８画素のブロック
によって構成される。

【００１７】このように、フィールド構造では１６×１
６フィールド予測方式による１本のフィールド動きベク
トルＭＶＢと１６×８フィールド予測方式による２本の
第１および第２セグメント動きベクトルＭＶＢ１，ＭＶ
Ｂ２とが求められ、これらの動きベクトルの中から最適
な動きベクトルが選択される。上記のように、フレーム
構造の場合には１本のフレーム動きベクトルと２本のフ
ィールド動きベクトルとから最適な動きベクトルが選択
され、フィールド構造の場合には１本のフィールド動き
ベクトルと２本のセグメント動きベクトルからそれぞれ
最適な動きベクトルが選択されることにより、さらに情
報量の圧縮率を向上させている。

【００１８】ところで、一般に動きベクトルを探索する
には膨大な演算とメモリアクセスが必要であるため、動
きベクトルを探索する処理能力は符号化装置全体の処理
能力を決定する大きな要因となっている。この動きベク
トルを探索する処理能力を向上する方法として、例え
ば、ＮＴＣ８１（National Telecommunication Confere
nce ８１）１９８１年第G5.3.1頁〜第G5.3.5頁の「Moti
on compensated interframe coding for video confere
ncing 」に示される多段階探索方法が提案されている。
以下、多段階探索の一例である２段階探索を説明する。

【００１９】図９に示すように、まず、第１段階の探索
では、参照画像上の水平走査方向および垂直走査方向の
画素をそれぞれスキップして探索点が抽出されることに
より、探索密度は粗いが、広い探索領域が設定され、設
定された探索点の中から第１段階の動きベクトルＭＶ１
が求められる。この第１段階では、動きベクトルが大体
どこに存在するかが探索される。次に、第２段階の探索
では、第１段階で求められた動きベクトルＭＶ１に対応
する探索点の近傍に、第１段階の探索領域より狭く、か
つ領域内の全ての画素を抽出する探索密度の細かい探索
領域が設定され、この探索領域から第２段階の動きベク
トルＭＶ２が求められる。次に、第１段階で求められた
動きベクトルＭＶ１と第２段階で求められたＭＶ２とが
加算され、最終動きベクトルＭＶが求められる。

【００２０】このように、粗い探索から細かい探索へと
多段階に分けて動きベクトルを探索することで探索点を
削減することができるので、動きベクトルＭＶを探索す
るための演算量およびメモリアクセス量を削減しつつ、
予測精度の高い動きベクトルを効率良く求めている。ま
た、動きベクトルを探索する処理能力を向上する方法と
して、例えば、電子情報通信学会論文誌１９８９年Ｖｏ
ｌ．Ｊ７２−Ｄ−２Ｎｏ．３の第３９５頁〜第４０２頁
「階層画素情報を用いた動画像における動き量検出方
式」に示される階層探索方法が提案されている。この方
法は、入力画像の画素平均値を算出し縮小画像を生成す
ることで空間解像度の劣化した上位階層を生成し、被写
体の大局的な動きを検出する上位階層（粗い探索）の検
出結果に基づいて解像度が細かくなる下位階層（細かい
探索）の動き量を逐次検出することで、実質的に探索点
を削減し、効率良く、かつ、高精度に動きベクトルを求
めている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
フレーム動きベクトルＭＶＡ、第１フィールド動きベク
トルＭＶＡ１および第２フィールド動きベクトルＭＶＡ
２、並びに、フィールド動きベクトルＭＶＢ、第１セグ
メント動きベクトルＭＶＢ１および第２セグメントＭＶ
Ｂ等、複数の動きベクトルをそれぞれ粗い探索から細か
い探索に分けて探索し、探索された複数の動きベクトル
の中から最適な動きベクトルを判定する従来の動画像圧
縮方法および装置にあっては、それぞれ最も細かい探索
を経て最終的に求められた動きベクトルの中から最適な
動きベクトルが判定されていたため、ピクチャタイプに
応じて前記複数の動きベクトルを探索する処理量の差が
大きくなってしまい、符号化処理速度にばらつきが生じ
てしまうといった問題があった。

【００２２】すなわち、Ｐピクチャは時間的に前方向の
画像を参照画像とするのに対し、Ｂピクチャは時間的に
前方向および後方向の画像をそれぞれ参照画像とするの
で、Ｂピクチャの場合にはＰピクチャの場合より多くの
の演算量およびメモリアクセス量（バンド幅）が必要と
され、Ｂピクチャの動きベクトル探索処理が全体の符号
化速度向上の妨げになってしまうといった問題があっ
た。

【００２３】そこで、本発明は、粗い探索から細かい探
索に分けて前記複数の動きベクトルをそれぞれ探索して
複数の動きベクトルから最適な動きベクトルを判定する
動画像圧縮方法および装置において、最適な動きベクト
ルを判定する動きベクトル判定をピクチャタイプに応じ
て途中の探索結果に基づいて行うことにより、例えば、
Ｐピクチャの場合には最終の細かい探索を経て得られた
動きベクトルから動きベクトル判定を行うとともに、Ｂ
ピクチャの場合には途中の探索で得られた動きベクトル
から動きベクトル判定を行うことにより、Ｐピクチャお
よびＢピクチャの動きベクトル探索処理量を平均化して
動きベクトル探索処理を効率良く行い、動画像全体の画
質を低下させることなく符号化処理を高速化することが
できる動画像圧縮方法および装置を提供することを目的
とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記改題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、インタレース走査方式の
動画像を構成する各フレームに対し、該フレームを構成
する画素に含まれる複数種類の画像情報をそれぞれ、所
定の標本化周波数に基づいて水平走査方向および垂直走
査方向に抽出するフォーマット変換工程を含み、該フォ
ーマット変換工程により抽出された各フレームに対し、
フレーム内情報に基づいて符号化されるフレーム内予測
画像と、時間的に前方向のフレームを参照画像として符
号化される前方向予測画像と、時間的に前方向および後
方向のフレームをそれぞれ参照画像として符号化される
双方向予測画像と、をそれぞれ切り換えて生成する動画
像圧縮方法であって、前記フレーム内予測画像、前記前
方向予測画像および前記双方向予測画像のうち、符号化
される予測画像を判別する画像判別工程と、前記フレー
ムが第１フィールドおよび第２フィールドからなり、前
記フレームを部分的に構成する現画像フレームブロック
が、該第１フィールドからなる現画像第１フィールドブ
ロックおよび該第２フィールドからなる現画像第２フィ
ールドブロックを含み、現画像フレームブロック、現画
像第１フィールドブロックおよび現画像第２フィールド
ブロックに対し、前記参照画像を構成する画素を代表す
る画像情報を抽出することにより、粗い探索密度であ
り、かつ広い探索領域をそれぞれ設定する第１の探索領
域設定工程と、第１の探索領域設定工程により設定され
た探索領域に基づいて前記現画像フレームブロック、現
画像第１フィールドブロックおよび現画像第２フィール
ドブロックにそれぞれ最も類似した類似ブロックを特定
し、現画像フレームブロックに対応するフレーム動きベ
クトル、現画像第１フィールドブロックに対応する第１
フィールド動きベクトルおよび現画像第２フィールドブ
ロックに対応する第２フィールド動きベクトルを探索す
る第１の動きベクトル探索工程と、該第１の動きベクト
ル探索工程により特定された現画像フレームブロック、
現画像第１フィールドブロックおよび現画像第２フィー
ルドブロックのそれぞれの前記類似ブロックの近傍に、
前記第１の探索領域設定工程により設定された探索領域
より細かい探索密度であり、かつ狭い探索領域をそれぞ
れ設定する第２の探索領域設定工程と、第２の探索領域
設定工程により設定されたそれぞれの探索領域に基づい
て前記現画像フレームブロック、現画像第１フィールド
ブロックおよび現画像第２フィールドブロックに最も類
似した類似ブロックをそれぞれ特定し、現画像フレーム
ブロックに対応するフレーム動きベクトル、現画像第１
フィールドブロックに対応する第１フィールド動きベク
トルおよび現画像第２フィールドブロックに対応する第
２フィールド動きベクトルを探索する第２の動きベクト
ル探索工程と、前記第１の動きベクトル探索工程により
探索された前記フレーム動きベクトル、第１フィールド
動きベクトル、第２フィールド動きベクトルの中から最
適な動きベクトルを判定する第１の動きベクトル判定工
程と、前記第２の動きベクトル探索工程により探索され
た前記フレーム動きベクトル、第１フィールド動きベク
トル、第２フィールド動きベクトルの中から最適な動き
ベクトルを判定する第２の動きベクトル判定工程と、前
記画像判別工程により判別された予測画像に応じて第１
の動きベクトル判定工程と第２の動きベクトル判定工程
とのうち何れか一方の判定工程を選択する選択工程と、
を含むことを特徴とする。

【００２５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記画像判別工程により判別された予
測画像が前方向予測画像の場合、前記選択工程が第２の
動きベクトル判定工程を選択するとともに、前記画像判
別工程により判別された予測画像が双方向予測画像の場
合、前記選択工程が第１の動きベクトル判定工程を選択
することを特徴とする。

【００２６】請求項３に記載の発明は、インタレース走
査方式の動画像を構成する各フィールドに対し、該フィ
ールドを構成する画素に含まれる複数種類の画像情報を
それぞれ、所定の標本化周波数に基づいて水平走査方向
および垂直走査方向に抽出するフォーマット変換工程を
含み、該フォーマット変換工程により抽出された各フィ
ールドに対し、フィールド内情報に基づいて符号化され
るフィールド内予測画像と、時間的に前方向のフィール
ドを参照画像として符号化される前方向予測画像と、時
間的に前方向および後方向のフィールドをそれぞれ参照
画像として符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ
切り換えて生成する動画像圧縮方法であって、前記フィ
ールド内予測画像、前記前方向予測画像および前記双方
向予測画像のうち、符号化される予測画像を判別する画
像判別工程と、前記フィールドを部分的に構成する現画
像フィールドブロックが、該現画像フィールドブロック
の上半分のブロックからなる現画像第１セグメントブロ
ックおよび該現画像フィールドブロックの下半分のブロ
ックからなる現画像第２セグメントブロックを含み、現
画像フィールドブロック、現画像第１セグメントブロッ
クおよび現画像第２セグメントブロックに対し、前記参
照画像を構成する画素を代表する画像情報を抽出するこ
とにより、粗い探索密度であり、かつ広い探索領域をそ
れぞれ設定する第１の探索領域設定工程と、第１の探索
領域設定工程により設定された探索領域に基づいて前記
現画像フィールドブロック、現画像第１セグメントブロ
ックおよび現画像第２セグメントブロックにそれぞれ最
も類似した類似ブロックを特定し、現画像フィールドブ
ロックに対応するフィールド動きベクトル、現画像第１
セグメントブロックに対応する第１セグメント動きベク
トルおよび現画像第２セグメントブロックに対応する第
２セグメント動きベクトルを探索する第１の動きベクト
ル探索工程と、該第１の動きベクトル探索工程により特
定された現画像フィールドブロック、現画像第１セグメ
ントブロックおよび現画像第２セグメントブロックのそ
れぞれの前記類似ブロックの近傍に、前記第１の探索領
域設定工程により設定された探索領域より細かい探索密
度であり、かつ狭い探索領域をそれぞれ設定する第２の
探索領域設定工程と、第２の探索領域設定工程により設
定されたそれぞれの探索領域に基づいて前記現画像フィ
ールドブロック、現画像第１セグメントブロックおよび
現画像第２セグメントブロックに最も類似した類似ブロ
ックをそれぞれ特定し、現画像フィールドブロックに対
応するフィールド動きベクトル、現画像第１セグメント
ブロックに対応する第１セグメント動きベクトルおよび
現画像第２セグメントブロックに対応する第２セグメン
ト動きベクトルを探索する第２の動きベクトル探索工程
と、前記第１の動きベクトル探索工程により探索された
前記フィールド動きベクトル、第１セグメント動きベク
トル、第２セグメント動きベクトルの中から最適な動き
ベクトルを判定する第１の動きベクトル判定工程と、前
記第２の動きベクトル探索工程により探索された前記フ
ィールド動きベクトル、第１セグメント動きベクトル、
第２セグメント動きベクトルの中から最適な動きベクト
ルを判定する第２の動きベクトル判定工程と、前記画像
判別工程により判別された予測画像に応じて第１の動き
ベクトル判定工程と第２の動きベクトル判定工程のうち
何れか一方の判定工程を選択する選択工程と、を含むこ
とを特徴とする。

【００２７】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、前記画像判別工程により判別された予
測画像が前方向予測画像の場合、前記選択工程が第２の
動きベクトル判定工程を選択するとともに、前記画像判
別工程により判別された予測画像が双方向予測画像の場
合、前記選択工程が第１の動きベクトル判定工程を選択
することを特徴とする。請求項５に記載の発明は、イン
タレース走査方式の動画像を構成する各フレームに対
し、該フレームを構成する画素に含まれる複数種類の画
像情報をそれぞれ、所定の標本化周波数に基づいて水平
走査方向および垂直走査方向に抽出するフォーマット変
換手段を有し、該フォーマット変換手段により抽出され
た各フレームに対し、フレーム内情報に基づいて符号化
されるフレーム内予測画像と、時間的に前方向のフレー
ムを参照画像として符号化される前方向予測画像と、時
間的に前方向および後方向のフレームをそれぞれ参照画
像として符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ切
り換えて生成する動画像圧縮装置において、前記フレー
ム内予測画像、前記前方向予測画像および前記双方向予
測画像のうち、符号化される予測画像を判別する画像判
別手段と、前記フレームが第１フィールドおよび第２フ
ィールドからなり、前記フレームを部分的に構成する現
画像フレームブロックが、該第１フィールドからなる現
画像第１フィールドブロックおよび該第２フィールドか
らなる現画像第２フィールドブロックを含み、現画像フ
レームブロック、現画像第１フィールドブロックおよび
現画像第２フィールドブロックに対し、前記参照画像を
構成する画素を代表する画像情報を抽出することによ
り、粗い探索密度であり、かつ広い探索領域をそれぞれ
設定する第１の探索領域設定手段と、第１の探索領域設
定手段により設定された探索領域に基づいて前記現画像
フレームブロック、現画像第１フィールドブロックおよ
び現画像第２フィールドブロックにそれぞれ最も類似し
た類似ブロックを特定し、現画像フレームブロックに対
応するフレーム動きベクトル、現画像第１フィールドブ
ロックに対応する第１フィールド動きベクトルおよび現
画像第２フィールドブロックに対応する第２フィールド
動きベクトルを探索する第１の動きベクトル探索手段
と、該第１の動きベクトル探索手段により特定された現
画像フレームブロック、現画像第１フィールドブロック
および現画像第２フィールドブロックのそれぞれの前記
類似ブロックの近傍に、前記第１の探索領域設定手段よ
り設定された探索領域より細かい探索密度であり、かつ
狭い探索領域をそれぞれ設定する第２の探索領域設定手
段と、第２の探索領域設定手段により設定されたそれぞ
れの探索領域に基づいて前記現画像フレームブロック、
現画像第１フィールドブロックおよび現画像第２フィー
ルドブロックに最も類似した類似ブロックをそれぞれ特
定し、現画像フレームブロックに対応するフレーム動き
ベクトル、現画像第１フィールドブロックに対応する第
１フィールド動きベクトルおよび現画像第２フィールド
ブロックに対応する第２フィールド動きベクトルを探索
する第２の動きベクトル探索手段と、前記第１の動きベ
クトル探索手段により探索された前記フレーム動きベク
トル、第１フィールド動きベクトル、第２フィールド動
きベクトルの中から最適な動きベクトルを判定する第１
の動きベクトル判定手段と、前記第２の動きベクトル探
索手段により探索された前記フレーム動きベクトル、第
１フィールド動きベクトル、第２フィールド動きベクト
ルの中から最適な動きベクトルを判定する第２の動きベ
クトル判定手段と、前記画像判別手段により判別された
予測画像に応じて第１の動きベクトル判定手段と第２の
動きベクトル判定手段とのうち何れか一方の判定手段を
選択する選択手段と、を備えたことを特徴とする。

【００２８】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明において、前記画像判別手段により判別された予
測画像が前方向予測画像の場合、前記選択手段が第２の
動きベクトル判定手段を選択するとともに、前記画像判
別手段により判別された予測画像が双方向予測画像の場
合、前記選択手段が第１の動きベクトル判定手段を選択
することを特徴とする。

【００２９】請求項７に記載の発明は、インタレース走
査方式の動画像を構成する各フィールドに対し、該フィ
ールドを構成する画素に含まれる複数種類の画像情報を
それぞれ、所定の標本化周波数に基づいて水平走査方向
および垂直走査方向に抽出するフォーマット変換手段を
有し、該フォーマット変換手段により抽出された各フィ
ールドに対し、フィールド内情報に基づいて符号化され
るフィールド内予測画像と、時間的に前方向のフィール
ドを参照画像として符号化される前方向予測画像と、時
間的に前方向および後方向のフィールドをそれぞれ参照
画像として符号化される双方向予測画像と、をそれぞれ
切り換えて生成する動画像圧縮装置において、前記フレ
ーム内予測画像、前記前方向予測画像および前記双方向
予測画像のうち、符号化される予測画像を判別する画像
判別手段と、前記フィールドを部分的に構成する現画像
フィールドブロックが、該現画像フィールドブロックの
上半分のブロックからなる現画像第１セグメントブロッ
クおよび該現画像フィールドブロックの下半分のブロッ
クからなる現画像第２セグメントブロックを含み、現画
像フィールドブロック、現画像第１セグメントブロック
および現画像第２セグメントブロックに対し、前記参照
画像を構成する画素を代表する画像情報を抽出すること
により、粗い探索密度であり、かつ広い探索領域をそれ
ぞれ設定する第１の探索領域設定手段と、第１の探索領
域設定手段により設定された探索領域に基づいて前記現
画像フィールドブロック、現画像第１セグメントブロッ
クおよび現画像第２セグメントブロックにそれぞれ最も
類似した類似ブロックを特定し、現画像フィールドブロ
ックに対応するフィールド動きベクトル、現画像第１セ
グメントブロックに対応する第１セグメント動きベクト
ルおよび現画像第２セグメントブロックに対応する第２
セグメント動きベクトルを探索する第１の動きベクトル
探索手段と、該第１の動きベクトル探索手段により特定
された現画像フィールドブロック、現画像第１セグメン
トブロックおよび現画像第２セグメントブロックのそれ
ぞれの前記類似ブロックの近傍に、前記第１の探索領域
設定手段より設定された探索領域より細かい探索密度で
あり、かつ狭い探索領域をそれぞれ設定する第２の探索
領域設定手段と、第２の探索領域設定手段により設定さ
れたそれぞれの探索領域に基づいて前記現画像フィール
ドブロック、現画像第１セグメントブロックおよび現画
像第２セグメントブロックに最も類似した類似ブロック
をそれぞれ特定し、現画像フィールドブロックに対応す
るフィールド動きベクトル、現画像第１セグメントブロ
ックに対応する第１セグメント動きベクトルおよび現画
像第２セグメントブロックに対応する第２セグメント動
きベクトルを探索する第２の動きベクトル探索手段と、
前記第１の動きベクトル探索手段により探索された前記
フィールド動きベクトル、第１セグメント動きベクト
ル、第２セグメント動きベクトルの中から最適な動きベ
クトルを判定する第１の動きベクトル判定手段と、前記
第２の動きベクトル探索手段により探索された前記フィ
ールド動きベクトル、第１セグメント動きベクトル、第
２セグメント動きベクトルの中から最適な動きベクトル
を判定する第２の動きベクトル判定手段と、前記画像判
別手段により判別された予測画像に応じて第１の動きベ
クトル判定手段と第２の動きベクトル判定手段のうち何
れか一方の判定手段を選択する選択手段と、を備えたこ
とを特徴とする。

【００３０】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の発明において、前記画像判別手段により判別された予
測画像が前方向予測画像の場合、前記選択手段が第２の
動きベクトル判定手段を選択するとともに、前記画像判
別手段により判別された予測画像が双方向予測画像の場
合、前記選択手段が第１の動きベクトル判定手段を選択
することを特徴とする。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照して説明する。図１および図２は
本発明の実施形態の動画像圧縮装置を示す図である。こ
の動画像圧縮装置は、図１に示すように、前処理ユニッ
ト１１、符号化モード制御ユニット１２、予測誤差信号
生成ユニット１３、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transfor
m ；離散コサイン変換）ユニット１４、量子化ユニット
１５、可変長符号化ユニット１６、バッファユニット１
７、符号量制御ユニット１８、逆量子化ユニット２１、
逆ＤＣＴユニット２２、再生画像生成ユニット２３、再
生画像記憶ユニット２４、動き補償予測ユニット２５お
よび動きベクトル探索ユニット２６を備えており、各ユ
ニットは、図示しないバスによって互いに接続されてい
る。

【００３２】１は、図外の画像メモリからデジタル動画
像信号を入力する画像信号入力端子であり、この画像信
号入力端子１を通して動画像を構成する各画面を符号化
順に前処理ユニット１１に入力する。画像信号は各画面
をする構成する画素に対応する輝度情報および色差情報
を含むデータである。前処理ユニット１１は、フォーマ
ット変換手段の機能を有し、画像信号入力端子１を通し
て入力された画像信号に対し、画面を構成する画素に含
まれる輝度情報および色差情報を所定の標本化周波数に
基づいて水平走査方向および垂直走査方向に抽出し、い
わゆる４：２：０、４：２：２または４：４：４の画像
フォーマットに変換する。また、前処理ユニット１１
は、フォーマット変換された各画面の画像信号をさらに
１６画素×１６画素の矩形ブロック（以下、マクロブロ
ックという）に分割し、これらのマクロブロック毎に予
測誤差信号生成ユニット１３および動きベクトル探索ユ
ニット２６に出力する。

【００３３】符号化モード制御ユニット１２は、画像判
別手段の機能を有し、前処理ユニット１１に入力された
各画面に含まれるヘッダ情報に基づいて、各画面の画面
構造（フレーム構造またはフィールド構造）およびピク
チャタイプ（Ｉピクチャ、ＰピクチャまたはＢピクチ
ャ）を判別し、判別された画面構造およびピクチャタイ
プを、それぞれ予測誤差信号生成ユニット１３、再生画
像記憶ユニット２４、動き補償予測ユニット２５、動き
ベクトル探索ユニット２６および可変長符号化ユニット
１６に出力する。

【００３４】また、符号化モード制御ユニット１２は、
判別されたピクチャタイプに応じてピクチャ内の各マク
ロブロックのそれぞれのマクロブロック属性を決定し、
同様に出力する。マクロブロック属性としては、単に入
力画像を符号化するイントラ（Intra；フレーム内符号
化）ブロック、動き補償を行わずに差分画像を符号化す
る単純フレーム間ブロック、動き補償を行って差分画像
を符号化する動き補償フレーム間ブロック等がある。

【００３５】ここで、判別されたピクチャタイプがＩピ
クチャの場合には、ピクチャ内の全てのマクロブロック
をイントラブロックとする。一方、判別されたピクチャ
タイプがＰピクチャおよびＢピクチャの場合には、前記
ヘッダ情報に予めイントラスライスの指定があるときに
は、そのスライス内の全てのマクロブロックをイントラ
ブロックとし、それ以外のときには、動き補償ユニット
２５から出力されたイントラブロック、単純フレーム間
ブロック、動き補償フレーム間ブロック等の各マクロブ
ロック属性におけるマクロブロックの画像情報の発生符
号量の推定値、並びに、動きベクトル探索ユニット２６
から出力された動きベクトル情報に基づいて、そのマク
ロブロックの発生符号量が最も小さくなるマクロブロッ
ク属性を決定する。

【００３６】予測誤差信号生成ユニット１３は、符号化
モード制御ユニット１２から出力されたマクロブロック
属性に基づいて、入力画像（イントラブロック）、入力
画像と動き補償が行われない予測画像との差分画像（単
純フレーム間ブロック）、入力画像と動き補償が行われ
た予測画像との差分画像（動き補償フレーム間ブロッ
ク）等のうち、何れかを予測誤差信号としてＤＣＴユニ
ット１４に出力する。

【００３７】ＤＣＴユニット１４は、予測誤差信号生成
ユニット１３から出力されたマクロブロックの画像信号
を８画素×８画素のブロックに分割し、このブロック毎
に公知の２次元ＤＣＴ演算を行い、画像データを直流成
分（ＤＣ成分）および交流成分（ＡＣ成分）を含む低周
波項から高周波項までの複数のＤＣＴ係数に変換する。

【００３８】このＤＣＴ演算によって、各ブロックの画
像データは、第１低周波項であるＤＣ成分から高周波項
のＡＣ成分まで、徐々に精細さを表現する段階的な複数
の周波数成分に分解される。また、ＤＣＴ演算前には、
低い空間的相関を示していた画像信号の画素値（輝度情
報および色差情報）が、ＤＣＴ演算により低周波項に集
中することから、高周波項を除去することで有効な情報
圧縮が可能となる。

【００３９】なお、ＤＣＴは、好ましい直交変換方式と
して採用されているが、これに限るものではない。例え
ば、現在のテレビ信号はコンポーネント信号とコンポジ
ット信号が混在しているが、コンポーネント信号に対し
てはＤＣＴが優れた特性を示すが、コンポジット信号に
対してはアダマール変換が優れた特性を示すことが知ら
れている。このように、符号化される画像の特性に応じ
て適した方式の直交変換方式を採用すれば良い。

【００４０】量子化ユニット１５は、ＤＣＴユニット１
４から出力されたＤＣＴ係数を量子化ステップにより割
算し、高周波を除去するよう余りを丸めることにより量
子化を行い、可変長符号化ユニット１６および逆量子化
ユニット２１に出力する。ＤＣＴ演算により得られたＤ
ＣＴ係数のＤＣ成分とＡＣ成分とはそれぞれ独立の量子
化ステップにより量子化され、イントラブロックのＤＣ
係数については、ピクチャ単位に量子化ステップが制御
され、その他の係数については、ピクチャタイプに応じ
た量子化マトリックスにマクロブロック毎に定まる量子
化スケールを乗ずることにより量子化ステップが制御さ
れる。量子化マトリックスは量子化特性を視覚特性に合
せるためのパラメータである。量子化スケールは発生符
号量を制御するためのパラメータであり、後述する符号
量制御ユニット１８によって制御される。

【００４１】可変長符号化ユニット１６は、量子化ユニ
ット１５によって量子化されたＤＣＴ係数を低周波成分
から順次スキャンすることで、２次元の係数を１次元の
係数列に変換し、これらの係数を１次元係数列の連続す
る零係数の数を表すランおよび非零係数の値を表すレベ
ルに基づいて可変長符号化を行い、符号化データをバッ
ファユニット１７に出力する。スキャン順序としては、
いわゆるジグザグスキャン（Zig-zag Scanning）とオル
タネートスキャン（Alternate Scanning）とがあり、画
像の種類に応じて切り換えて使用される。オルタネート
スキャンは、インタレース画像の場合に有効である。ま
た、可変長符号化ユニット１６は、動きベクトル探索ユ
ニット２６から出力された動きベクトル情報を可変長符
号化し、バッファユニット１７に出力する。

【００４２】バッファユニット１７は、可変長符号化ユ
ニット１６から符号化データを入力し、ビットレートを
平均化しながら出力する。すなわち、バッファユニット
１７はその画像の複雑さや動きの激しさによって発生符
号量が変動するため、この変動を吸収して符号化データ
を略一定の伝送速度でビットストリームとして伝送する
ものである。バッファユニット１７から出力された符号
化データは、出力端子２を通して出力され、図外の伝送
路を経て外部デコーダに伝送される。

【００４３】符号量制御ユニット１８は、バッファユニ
ット１７の符号化データの占有率を監視することによっ
て発生符号量を把握し、目標ビットレートに合せるよう
量子化ユニット１５の量子化スケールを制御する。逆量
子化ユニット２１は、量子化ユニット１５により量子化
された各ＤＣＴ係数に量子化時と同じ量子化ステップを
乗ずることにより逆量子化を行い、逆ＤＣＴユニット２
２に出力する。逆ＤＣＴユニット２２は、逆量子化され
た２次元係数を逆ＤＣＴ演算した後、８画素×８画素の
各ブロックから１６画素×１６画素のマクロブロックを
合成することで、予測誤差信号の復元画像を生成し、再
生画像生成ユニット２３に出力する。

【００４４】再生画像生成ユニット２３は、逆ＤＣＴユ
ニット２２から出力された予測誤差信号の復元画像およ
び動き補償予測ユニット２５から出力された予測画像に
基づいて原画像に対応する再生画像を生成し、再生画像
記憶ユニット２４に記憶する。すなわち、逆量子化ユニ
ット２１、逆ＤＣＴユニット２２および再生画像生成ユ
ニット２３により局部復号化が行われることになり、再
生画像記憶ユニット２４に記憶された再生画像は、後に
符号化されるＰピクチャまたはＢピクチャの参照画像と
なる。

【００４５】動き補償予測ユニット２５は、再生画像生
成ユニット２４に記憶された再生画像および動きベクト
ル探索ユニット２６によって探索された動きベクトルに
基づいて、イントラブロック、単純フレーム間ブロッ
ク、動き補償フレーム間ブロック等の各マクロブロック
属性における予測画像を生成し、それぞれ予測誤差信号
生成ユニット１３から出力される予測誤差信号とした場
合の発生符号量を推定し、符号化モード制御ユニット１
２に出力する。

【００４６】符号化モード制御ユニット１２では、動き
補償予測ユニット２５により出力された各マクロブロッ
ク属性における予測誤差信号とした場合の発生符号量の
推定値、並びに、動きベクトル探索ユニット２６から出
力された動きベクトル情報に基づいて、そのマクロブロ
ックの発生符号量が最も小さくなるマクロブロック属性
が決定される。動き補償予測ユニット２５は、符号化モ
ード制御ユニット１２により決定されたマクロブロック
属性に基づいて予測画像を再生画像生成ユニット２３に
出力する。

【００４７】動きベクトル探索ユニット２６は、符号化
モード制御ユニット１２から出力された画面構造および
ピクチャタイプに応じて、前処理ユニット１１から出力
されたマクロブロック毎に、入力画像（現画像）の画像
情報と再生画像記憶ユニット２４に記憶された参照画像
（既に符号化されたＩピクチャまたはＰピクチャ）の画
像情報に基づいて動きベクトルを求め、動きベクトル情
報を符号化モード制御ユニット１２、動き補償予測ユニ
ット２６、再生画像記憶ユニット２４および可変長符号
化ユニット１６に出力する。

【００４８】ここで、画面構造がフレーム構造の場合に
は、１６画素×１６画素のマクロブロックは、従来の技
術において説明した現画像フレームブロックに相当し、
動きベクトル探索ユニット２６は、現画像フレームブロ
ックに対応するフレーム動きベクトルＭＶＡ、現画像第
１フィールドブロックに対応する第１フィールド動きベ
クトルＭＶＡ１および現画像第２フィールドブロックに
対応する第２フィールド動きベクトルＭＶＡ２をそれぞ
れ求め、これらの動きベクトルの中から最適な１本のフ
レーム動きベクトルＭＶＡまたは２本のフィールド動き
ベクトルＭＶＡ１，ＭＶＡ２を選択して出力する。

【００４９】一方、画面構造がフィールド構造の場合に
は、１６画素×１６画素のマクロブロックは、従来の技
術で説明した現画像フィールドブロックに相当し、動き
ベクトル探索ユニット２６は、現画像フィールドブロッ
クに対応するフィールド動きベクトルＭＶＢ、現画像第
１セグメントブロックに対応する第１セグメント動きベ
クトルＭＶＢ１および現画像第２セグメントブロックに
対応する第２セグメント動きベクトルＭＶＢ２をそれぞ
れ求め、これらの動きベクトルの中から最適な１本のフ
ィールド動きベクトルＭＶＢまたは２本のセグメント動
きベクトルＭＶＢ１，ＭＶＢ２を選択して出力する。

【００５０】また、動きベクトル探索ユニット２６は、
上記各動きベクトルをそれぞれ、図９に示された粗い探
索（第１段階の探索）と細かい探索（第２段階の探索）
の２段階探索により探索するものであり、図２に示すよ
うに、判定段階切換ユニット３０、第１探索領域設定ユ
ニット３１、第１動きベクトル探索ユニット３２、第２
探索領域設定ユニット３３、第２動きベクトル探索ユニ
ット３４、動きベクトル加算ユニット３５および動きベ
クトル判定ユニット３６を備えている。各ユニットは、
前記バスに接続されたローカルバス３７によって互いに
接続されている。

【００５１】判定段階切換ユニット３０は、選択手段の
機能を有し、符号化モード制御ユニット１２から出力さ
れたピクチャタイプに基づいて、動きベクトルを判定す
る段階を切り換え、判定段階を表す情報を第１動きベク
トル探索ユニット３２、第２探索領域設定ユニット３
３、第２動きベクトル探索ユニット３４および動きベク
トル判定ユニット３６に出力する。

【００５２】ここで、判定段階は、ピクチャタイプがＰ
ピクチャの場合には第２段階を表し、ピクチャタイプが
Ｂピクチャの場合には第１段階を表す。すなわち、Ｐピ
クチャの場合には、マクロブロックに含まれる３種類の
現画像ブロックに対し、それぞれ第１段階の探索および
第２段階の探索により求められた３本の動きベクトルか
ら最適な動きベクトルが判定される一方、Ｂピクチャの
場合には、第１段階の探索により求められた３本の動き
ベクトルから最適な動きベクトルが判定される。

【００５３】第１探索領域設定ユニット３１は、符号化
モード制御ユニット１２から出力された画面構造に基づ
いて、マクロブロックに含まれる３種類の現画像ブロッ
クに対応する探索領域をそれぞれ設定する。各探索領域
はそれぞれ、再生画像記憶ユニット２４に記憶された参
照画像から、水平走査方向および垂直走査方向の画素を
それぞれスキップして探索点を抽出することにより、探
索密度は粗いが、広い探索領域が設定される。

【００５４】第１動きベクトル探索ユニット３２は、前
処理ユニット１１から出力されたマクロブロック毎に、
符号化モード制御ユニット１２から出力された画面構造
に基づいて、マクロブロックに含まれる３種類の現画像
ブロックに対し、第１探索領域設定ユニット３１により
設定された探索領域の中からそれぞれ動きベクトルを求
め、予測精度の粗い第１段階の動きベクトル探索を行
う。

【００５５】具体的には、まず、各候補ブロックの画素
データと現画像ブロックの画素データとの差分を表すデ
ィストーションがそれぞれ演算される。次いで、演算さ
れたディストーションの中から最小の値をもつディスト
ーション（最小ディストーション）を特定することによ
り、現画像ブロックに最も類似した候補ブロック（類似
ブロック）が特定される。次いで、この類似ブロックと
現画像ブロックとの変位が演算されて動きベクトルが求
められる。

【００５６】求められた動きベクトルおよび最小ディス
トーションは、判定段階切換ユニット３０から出力され
た判定段階を表す情報に基づいて出力される。ここで、
判定段階が第１段階（Ｂピクチャ）の場合には、求めら
れた全ての動きベクトルおよび最小ディストーションが
動きベクトル判定ユニット３６に出力される。一方、判
定段階が第２段階（Ｐピクチャ）の場合には、求められ
た全ての動きベクトルが第２探索領域設定ユニット３
３、第２動きベクトル探索ユニット３４および動きベク
トル加算ユニット３５に出力される。

【００５７】第２探索領域設定ユニット３３は、第１動
きベクトル探索ユニット３２または動きベクトル判定ユ
ニット３６から第１段階の動きベクトルを入力し、入力
された第１段階の動きベクトルの現画像ブロックに対す
る探索領域を、第１動きベクトル探索ユニット３２によ
り探索された候補ブロック（類似ブロック）の近傍に設
定する。これらの探索領域は第１探索領域設定ユニット
３１により設定された探索領域より狭く、かつ探索領域
内の全ての画素の画像情報が再生画像記憶ユニット２４
から抽出されるように、探索密度の細かい探索領域が設
定される。

【００５８】第２動きベクトル探索ユニット３４は、第
１動きベクトル探索ユニット３２または動きベクトル判
定ユニット３６から第１段階の動きベクトルを入力し、
入力された第１段階の動きベクトルに対応する現画像ブ
ロックに対し、第２探索領域設定ユニット３３により設
定された探索領域の中から、動きベクトルおよび最小デ
ィストーションを求め、予測精度の細かい第２段階の動
きベクトル探索を行う。

【００５９】ここで、動きベクトルおよび最小ディスト
ーションは、第１動きベクトル探索ユニット３２と同様
に求められるが、動きベクトルは、第１動きベクトル探
索ユニット３２により特定された類似ブロックと第２動
きベクトル探索ユニット３４により特定された類似ブロ
ックとの変位を表す。求められた動きベクトルおよび最
小ディストーションは、動きベクトル加算ユニット３５
に出力される。

【００６０】動きベクトル加算ユニット３５は、同一の
現画像ブロックに対応する第１段階の動きベクトルと第
２段階の動きベクトルとを加算して、各現画像ブロック
の最終動きベクトルを求める。最終動きベクトルは、判
定段階切換ユニット３０から出力された判定段階を表す
情報に基づいて出力される。ここで、判定段階が第１段
階（Ｂピクチャ）の場合には、最終動きベクトルはその
まま符号化モード制御ユニット１２や動き補償予測ユニ
ット２５等に出力される。一方、判定段階が第２段階
（Ｐピクチャ）の場合には、最終動きベクトルは動きベ
クトル判定ユニット３６に出力される。

【００６１】動きベクトル判定ユニット３６は、第１動
きベクトル探索ユニット３２から出力された第１段階の
動きベクトルまたは動きベクトル加算ユニット３５から
出力された最終動きベクトルを入力し、入力された動き
ベクトルの中から最適な動きベクトルを選択して出力す
る。ここで、画面構造がフレーム構造の場合には、ま
ず、第１フィールド動きベクトルの最小ディストーショ
ンと第２フィールド動きベクトルの最小ディストーショ
ンとが加算され、次いで、この加算された最小ディスト
ーションとフレーム動きベクトルの最小ディストーショ
ンとが比較され、値が小さいほうが最適な動きベクトル
として判定される。

【００６２】一方、画面構造がフィールド構造の場合に
は、まず、第１セグメント動きベクトルの最小ディスト
ーションと第２セグメント動きベクトルの最小ディスト
ーションとが加算され、次いで、この加算された最小デ
ィストーションとフィールド動きベクトルの最小ディス
トーションとが比較され、値が小さいほうが最適な動き
ベクトルとして判定される。

【００６３】これらの動きベクトルは、判定段階切換ユ
ニット３０から出力された判定段階を表す情報に基づい
て出力される。ここで、判定段階が第１段階（Ｂピクチ
ャ）の場合には、選択された動きベクトルは第２探索領
域設定ユニット３３および第２動きベクトル探索ユニッ
ト３４に出力される。一方、判定段階が第２段階（Ｐピ
クチャ）の場合には、選択された動きベクトルは符号化
モード制御ユニット１２や動き補償予測ユニット２５等
に出力される。

【００６４】すなわち、本動画像圧縮装置は、予め動き
ベクトル探索ユニット２６により、フレーム構造の場合
には、１本のフレーム動きベクトルおよび２本のフィー
ルド動きベクトルの中から最適な動きベクトルを判定す
るとともに、フィールド構造の場合には、１本のフィー
ルド動きベクトルおよび２本のセグメント動きベクトル
の中から最適な動きベクトルを判定するものである。そ
して、ピクチャタイプに応じて動きベクトルを判定する
時期を判定段階切換ユニット３０によって切り換え、ピ
クチャタイプがＰピクチャの場合には、第１および第２
段階の動きベクトルを加算して得られた最終動きベクト
ルの中から最適な動きベクトルを判定する一方、ピクチ
ャタイプがＢピクチャの場合には、第１動きベクトル探
索ユニット３２により得られた第１段階の動きベクトル
から最適な動きベクトルを判定する。

【００６５】第１段階の動きベクトルは、探索密度が粗
いが、広い探索領域から求められるので、動きベクトル
の大きさは第２段階の動きベクトルと比較して同等また
はその数倍の大きさとなる。これに対し、第２段階の動
きベクトルは探索密度は細かいが狭い探索領域から求め
られるので、動きベクトルの大きさは小さいものとな
る。このため、Ｂピクチャの場合には、第１段階の動き
ベクトルに基づいて動きベクトル判定を行うことで、多
少の画質劣化を許容している。Ｂピクチャの場合には、
多少画質を落しても動画像全体としての画質劣化にあま
り影響しないからである。しかし、Ｐピクチャの場合に
画質劣化があると動画像全体の画質劣化に影響してしま
う。よって、Ｐピクチャの場合には、動きベクトル加算
ユニット３５により加算された最終動きベクトルから最
適な動きベクトルを判定している。

【００６６】次に、本発明の実施の態様を説明する。以
下、各画面毎に動きベクトル探索ユニット２６により動
きベクトルを探索する動作を図３に示されたフローチャ
ートに基づいて説明する。ここで、符号化制御モード制
御ユニット１２により判別された各画面の画面構造およ
びピクチャタイプが動きベクトル探索ユニット２６にそ
れぞれ入力されるとともに、ＰピクチャまたはＢピクチ
ャの場合には、イントラスライスの指定により予めイン
トラブロックとして決定されたマクロブロック属性が符
号化モード制御ユニット１２から動きベクトル探索ユニ
ット２６に入力されるものとする。

【００６７】まず、符号化モード制御ユニット１２から
出力されたピクチャタイプを判断する（ステップＳ
１）。ここで、ピクチャタイプがＩピクチャであると判
断された場合には、すべてのマクロブロックがイントラ
ブロックであるので、動きベクトル探索は行わずにその
画面に対する処理を終了する。また、ステップＳ１でピ
クチャタイプがＰピクチャであると判断された場合に
は、判定段階切換ユニット３０により判定段階を第２段
階に切り換える（ステップＳ２）。

【００６８】次に、処理すべきマクロブロックがあるか
否か判断する（ステップＳ３）。ここで、処理すべきマ
クロブロックがない場合には、その画面に対する処理を
終了する。一方、処理すべきマクロブロックがある場合
には、予めそのマクロブロックがイントラブロックとし
て決定されているか否かを判断する（ステップＳ４）。

【００６９】ここで、マクロブロック属性がイントラブ
ロックとして決定されている場合には、動きベクトル探
索は行わずにステップＳ３に戻る。一方、マクロブロッ
ク属性がイントラブロックとして決定されていない場合
には、第１探索領域設定ユニット３１によりマクロブロ
ックに含まれる現画像ブロックに対応する探索領域が設
定され、設定された探索領域の画素データとマクロブロ
ックの画素データに基づいて第１動きベクトル探索ユニ
ット４２により第１段階の動きベクトルが探索され、第
２探索領域設定ユニット３３および第２動きベクトル探
索ユニット３４に出力される（ステップＳ５）。

【００７０】次に、第１動きベクトル探索ユニット３２
により探索された第１段階の動きベクトルに対して、第
２探索領域設定ユニット４２により探索領域が設定さ
れ、設定された探索領域の画素データとマクロブロック
の画素データとに基づいて第２動きベクトル探索ユニッ
ト３４により第２段階の動きベクトルが探索され、動き
ベクトル加算ユニット３５に出力される（ステップＳ
６）。

【００７１】次に、動きベクトル加算ユニット３５によ
り、同一の現画像ブロックに対応する第１段階の動きベ
クトルと第２段階の動きベクトルとが加算され、加算さ
れた最終動きベクトルが動きベクトル判定ユニット３６
に出力される（ステップＳ７）。次に、動きベクトル判
定ユニット３６により、最終動きベクトルの中から最適
な動きベクトルが選択され、動き補償予測ユニット２５
に出力され、再びステップＳ３に戻る（ステップＳ
８）。

【００７２】さらに、ステップＳ１でピクチャタイプが
Ｂピクチャであると判断された場合には、判定段階切換
ユニット３０により判定段階を第１段階に切り換える
（ステップＳ９）。次に、処理すべきマクロブロックが
あるか否か判断する（ステップＳ１０）。ここで、処理
すべきマクロブロックがない場合には、その画面に対す
る処理を終了する。一方、処理すべきマクロブロックが
ある場合には、予めそのマクロブロックがイントラブロ
ックとして決定されているか否かを判断する（ステップ
Ｓ１１）。

【００７３】ここで、マクロブロック属性がイントラブ
ロックとして決定されている場合には、動きベクトル探
索は行わずにステップＳ１０に戻る。一方、マクロブロ
ック属性がイントラブロックとして決定されていない場
合には、第１探索領域設定ユニット３１によりマクロブ
ロックに含まれる現画像ブロックに対応する探索領域が
設定され、設定された探索領域の画素データとマクロブ
ロックの画素データに基づいて第１動きベクトル探索ユ
ニット４２により第１段階の動きベクトルが探索され、
動きベクトル判定ユニット３６に出力される（ステップ
Ｓ１２）。

【００７４】次に、第１動きベクトル探索ユニット３２
により探索された第１段階の動きベクトルの中から動き
ベクトル判定ユニット３６により最適な動きベクトルが
選択され、第２探索領域設定ユニット３３および第２動
きベクトル探索ユニット３４にそれぞれ出力される（ス
テップＳ１３）。次に、動きベクトル判定ユニット３６
により選択された第１段階の動きベクトルに対し、第２
探索領域設定ユニット３３により探索領域が設定され、
設定された探索領域の画素データとマクロブロックの画
素データに基づいて第２動きベクトル探索ユニット３４
により第２段階の動きベクトルが探索され、動きベクト
ル加算ユニット３５に出力される（ステップＳ１４）。

【００７５】次に、動きベクトル加算ユニット３５によ
り、同一の現画像ブロックに対応する第１段階の動きベ
クトルと第２段階の動きベクトルとが加算され、動き補
償予測ユニット２５に出力され、再びステップＳ１０に
戻る（ステップＳ１５）。このように、符号化モード制
御ユニット１２から出力されたピクチャタイプに応じて
判定段階を切り換えて動きベクトルを探索しているの
で、Ｐピクチャの場合には、第１および第２段階の動き
ベクトルが加算された最終動きベクトルに基づいて最適
な動きベクトルが判定されるとともに、Ｂピクチャの場
合には、第１段階の動きベクトルにより最適な動きベク
トルが判定される。

【００７６】このため、Ｂピクチャの動きベクトル探索
処理量を大幅に削減することができるので、Ｐピクチャ
およびＢピクチャの動きベクトル探索処理量を平均化し
て動きベクトル探索処理を効率良く行うことができる。
従って、動画像全体の画質を低下させることなく、符号
化処理を高速化することができる。なお、本実施の形態
の動画像圧縮装置の動きベクトル探索２６では、多段階
探索方法を採用し、ピクチャタイプに応じて動きベクト
ルを判定する時期を切り換えたが、従来の技術で説明し
た階層探索方法により上位階層から下位階層の動きベク
トルを探索する場合にも、同様にピクチャタイプに応じ
て判定時期を切り換えることで動きベクトル探索処理を
効率良く行うことができることはいうまでもない。

【００７７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、画像判
別工程により判別された予測画像の種類に応じて、第１
および第２の判定工程のうち何れか一方の判定工程を選
択することができるので、動きベクトル探索処理量が大
きく、かつ動きベクトルの予測精度の低下が許容可能な
予測画像の場合には、第１の判定工程により最適な動き
ベクトルを判定することにより、動きベクトル探索処理
量を削減して、各予測画像の動きベクトル探索処理量を
平均化することができる。従って、動画像全体としての
画質を低下させることなく、符号化処理を高速化するこ
とができる。

【００７８】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明において、予測画像が前方向予測画像の場
合、第２の動きベクトル判定工程で最適な動きベクトル
を判定するとともに、予測画像が双方向予測画像の場
合、第１の動きベクトル判定工程で最適な動きベクトル
を判定するので、双方向予測画像の動きベクトル探索処
理量を削減して、前方向予測画像および双方向予測画像
の動きベクトル探索処理量を平均化することができる。
従って、動画像全体としての画質を低下させることな
く、符号化処理を高速化することができる。

【００７９】請求項３に記載の発明によれば、画像判別
工程により判別された予測画像の種類に応じて、第１お
よび第２の判定工程のうち何れか一方の判定工程を選択
することができるので、動きベクトル探索処理量が大き
く、かつ動きベクトルの予測精度の低下が許容可能な予
測画像の場合には、第１の判定工程により最適な動きベ
クトルを判定することにより、動きベクトル探索処理量
を削減して、各予測画像の動きベクトル探索処理量を平
均化することができる。従って、動画像全体としての画
質を低下させることなく、符号化処理を高速化すること
ができる。

【００８０】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載発明において、予測画像が前方向予測画像の場
合、第２の動きベクトル判定工程で最適な動きベクトル
を判定するとともに、予測画像が双方向予測画像の場
合、第１の動きベクトル判定工程で最適な動きベクトル
を判定するので、双方向予測画像の動きベクトル探索処
理を削減して、前方向予測画像および双方向予測画像の
動きベクトル探索処理量を平均化することができる。従
って、動画像全体としての画質を低下させることなく、
符号化処理を高速化することができる。

【００８１】請求項５に記載の発明によれば、画像判別
手段により判別された予測画像の種類に応じて、第１お
よび第２の判定手段のうち何れか一方の判定手段を選択
することができるので、動きベクトル探索処理量が大き
く、かつ動きベクトルの予測精度の低下が許容可能な予
測画像の場合には、第１の判定手段により最適な動きベ
クトルを判定することにより、動きベクトル探索処理量
を削減して、各予測画像の動きベクトルを探索する処理
量を平均化することができる。従って、動画像全体とし
ての画質を低下させることなく、符号化処理を高速化す
ることができる。

【００８２】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載発明において、予測画像が前方向予測画像の場
合、第２の動きベクトル判定手段で最適な動きベクトル
を判定するとともに、予測画像が双方向予測画像の場
合、第１の動きベクトル判定手段で最適な動きベクトル
を判定するので、双方向予測画像の動きベクトル探索処
理量を削減して、前方向予測画像および双方向予測画像
の動きベクトル探索処理量を平均化することができる。
従って、動画像全体としての画質を低下させることな
く、符号化処理を高速化することができる。

【００８３】請求項７に記載の発明によれば、画像判別
手段により判別された予測画像の種類に応じて、第１お
よび第２の判定手段のうち何れか一方の判定手段を選択
することができるので、動きベクトル探索処理量が大き
く、かつ動きベクトルの予測精度の低下が許容可能な予
測画像の場合には、第１の判定手段により最適な動きベ
クトルを判定することにより、動きベクトル探索処理量
を削減して、各予測画像の動きベクトルを探索する処理
量を平均化することができる。従って、動画像全体とし
ての画質を低下させることなく、符号化処理を高速化す
ることができる。請求項８に記載の発明によれば、請求
項７に記載の発明において、予測画像が前方向予測画像
の場合、第２の動きベクトル判定手段で最適な動きベク
トルを判定するとともに、予測画像が双方向予測画像の
場合、第１の動きベクトル判定手段で最適な動きベクト
ルを判定するので、双方向予測画像の動きベクトル探索
処理量を削減して、前方向予測画像および双方向予測画
像の動きベクトル探索処理量を平均化することができ
る。従って、動画像全体としての画質を低下させること
なく、符号化処理を高速化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態の動画像圧縮装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】動きベクトル探索ユニット２６の構成を示すブ
ロック図である。

【図３】動きベクトル探索ユニット２６により動きベク
トルを探索する動作を示すフローチャートである。

【図４】ＭＰＥＧにおけるピクチャ構成を示す図であ
る。

【図５】フレーム構造の動画像を示す図である。

【図６】フレーム構造におけるフレーム予測方式および
フィールド予測方式の動きベクトルを示す図である。

【図７】フィールド構造の動画像を示す図である。

【図８】フィールド構造における１６×１６フィールド
予測方式および１６×８フィールド予測方式の動きベク
トルを示す図である。

【図９】粗い探索および細かい探索の２段階探索方法に
よる動きベクトル探索方法を示す図である。

【符号の説明】 １ 画像信号入力端子 ２ ビットストリーム出力端子 １１ 前処理ユニット（フォーマット変換手段） １２ 符号化モード制御ユニット（画像判別手段） １３ 予測誤差信号生成ユニット １４ ＤＣＴユニット １５ 量子化ユニット １６ 可変長符号化ユニット １７ バッファユニット １８ 符号量制御ユニット ２１ 逆量子化ユニット ２２ 逆ＤＣＴユニット ２３ 再生画像生成ユニット ２４ 再生画像記憶ユニット ２５ 動き補償予測ユニット ２６ 動きベクトル探索ユニット ３０ 判定段階切換ユニット（選択手段） ３１ 第１探索領域設定ユニット（第１の探索領域設定
手段） ３２ 第１動きベクトル探索ユニット（第１の動きベク
トル探索手段） ３３ 第２探索領域設定ユニット（第２の探索領域設定
手段） ３４ 第２動きベクトル探索ユニット（第２の動きベク
トル探索手段） ３５ 動きベクトル加算ユニット ３６ 動きベクトル判定ユニット（第１および第２の動
きベクトル判定手段） ３７ ローカルバス １１０ 現画像フレーム １１１ 現画像第１フィールド １１２ 現画像第２フィールド １２０ 参照画像フレーム １２１ 参照画像第１フィールド １２２ 参照画像第２フィールド ２１０ 現画像フレームブロック ２１１ 現画像第１フィールドブロック ２１２ 現画像第２フィールドブロック ２２０ 参照画像フレーム候補ブロック ２２１ 参照画像第１フィールド候補ブロック ２２２ 参照画像第２フィールド候補ブロック ３１０ 現画像フィールド ３２０ 参照画像フィールド ４１０ 現画像フィールドブロック ２１１ 現画像第１セグメントブロック ２１２ 現画像第２セグメントブロック ４２０ 参照画像フィールド候補ブロック ４２１ 参照画像第１セグメント候補ブロック ４２２ 参照画像第２セグメント候補ブロック

フロントページの続き (72)発明者 永井 律彦 東京都渋谷区代々木４丁目36番19号 株 式会社グラフィックス・コミュニケーシ ョン・ラボラトリーズ内 (56)参考文献 特開 平６−78292（ＪＰ，Ａ) 安田浩「ＭＰＥＧ／マルチメディア符 号化の国際標準」丸善、平成６年９月30 日、ｐ．44 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インタレース走査方式の動画像を構成する
   各フレームに対し、該フレームを構成する画素に含まれ
   る複数種類の画像情報をそれぞれ、所定の標本化周波数
   に基づいて水平走査方向および垂直走査方向に抽出する
   フォーマット変換工程を含み、該フォーマット変換工程
   により抽出された各フレームに対し、フレーム内情報に
   基づいて符号化されるフレーム内予測画像と、時間的に
   前方向のフレームを参照画像として符号化される前方向
   予測画像と、時間的に前方向および後方向のフレームを
   それぞれ参照画像として符号化される双方向予測画像
   と、をそれぞれ切り換えて生成する動画像圧縮方法であ
   って、 前記フレーム内予測画像、前記前方向予測画像および前
   記双方向予測画像のうち、符号化される予測画像を判別
   する画像判別工程と、 前記フレームが第１フィールドおよび第２フィールドか
   らなり、前記フレームを部分的に構成する現画像フレー
   ムブロックが、該第１フィールドからなる現画像第１フ
   ィールドブロックおよび該第２フィールドからなる現画
   像第２フィールドブロックを含み、現画像フレームブロ
   ック、現画像第１フィールドブロックおよび現画像第２
   フィールドブロックに対し、前記参照画像を構成する画
   素を代表する画像情報を抽出することにより、粗い探索
   密度であり、かつ広い探索領域をそれぞれ設定する第１
   の探索領域設定工程と、 第１の探索領域設定工程により設定された探索領域に基
   づいて前記現画像フレームブロック、現画像第１フィー
   ルドブロックおよび現画像第２フィールドブロックにそ
   れぞれ最も類似した類似ブロックを特定し、現画像フレ
   ームブロックに対応するフレーム動きベクトル、現画像
   第１フィールドブロックに対応する第１フィールド動き
   ベクトルおよび現画像第２フィールドブロックに対応す
   る第２フィールド動きベクトルを探索する第１の動きベ
   クトル探索工程と、 該第１の動きベクトル探索工程により特定された現画像
   フレームブロック、現画像第１フィールドブロックおよ
   び現画像第２フィールドブロックのそれぞれの前記類似
   ブロックの近傍に、前記第１の探索領域設定工程により
   設定された探索領域より細かい探索密度であり、かつ狭
   い探索領域をそれぞれ設定する第２の探索領域設定工程
   と、 第２の探索領域設定工程により設定されたそれぞれの探
   索領域に基づいて前記現画像フレームブロック、現画像
   第１フィールドブロックおよび現画像第２フィールドブ
   ロックに最も類似した類似ブロックをそれぞれ特定し、
   現画像フレームブロックに対応するフレーム動きベクト
   ル、現画像第１フィールドブロックに対応する第１フィ
   ールド動きベクトルおよび現画像第２フィールドブロッ
   クに対応する第２フィールド動きベクトルを探索する第
   ２の動きベクトル探索工程と、 前記第１の動きベクトル探索工程により探索された前記
   フレーム動きベクトル、第１フィールド動きベクトル、
   第２フィールド動きベクトルの中から最適な動きベクト
   ルを判定する第１の動きベクトル判定工程と、 前記第２の動きベクトル探索工程により探索された前記
   フレーム動きベクトル、第１フィールド動きベクトル、
   第２フィールド動きベクトルの中から最適な動きベクト
   ルを判定する第２の動きベクトル判定工程と、 前記画像判別工程により判別された予測画像に応じて第
   １の動きベクトル判定工程と第２の動きベクトル判定工
   程とのうち何れか一方の判定工程を選択する選択工程
   と、を含むことを特徴とする動画像圧縮方法。
2. 【請求項２】前記画像判別工程により判別された予測画
   像が前方向予測画像の場合、前記選択工程が第２の動き
   ベクトル判定工程を選択するとともに、前記画像判別工
   程により判別された予測画像が双方向予測画像の場合、
   前記選択工程が第１の動きベクトル判定工程を選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の動画像圧縮方法。
3. 【請求項３】インタレース走査方式の動画像を構成する
   各フィールドに対し、該フィールドを構成する画素に含
   まれる複数種類の画像情報をそれぞれ、所定の標本化周
   波数に基づいて水平走査方向および垂直走査方向に抽出
   するフォーマット変換工程を含み、該フォーマット変換
   工程により抽出された各フィールドに対し、フィールド
   内情報に基づいて符号化されるフィールド内予測画像
   と、時間的に前方向のフィールドを参照画像として符号
   化される前方向予測画像と、時間的に前方向および後方
   向のフィールドをそれぞれ参照画像として符号化される
   双方向予測画像と、をそれぞれ切り換えて生成する動画
   像圧縮方法であって、 前記フィールド内予測画像、前記前方向予測画像および
   前記双方向予測画像のうち、符号化される予測画像を判
   別する画像判別工程と、 前記フィールドを部分的に構成する現画像フィールドブ
   ロックが、該現画像フィールドブロックの上半分のブロ
   ックからなる現画像第１セグメントブロックおよび該現
   画像フィールドブロックの下半分のブロックからなる現
   画像第２セグメントブロックを含み、現画像フィールド
   ブロック、現画像第１セグメントブロックおよび現画像
   第２セグメントブロックに対し、前記参照画像を構成す
   る画素を代表する画像情報を抽出することにより、粗い
   探索密度であり、かつ広い探索領域をそれぞれ設定する
   第１の探索領域設定工程と、 第１の探索領域設定工程により設定された探索領域に基
   づいて前記現画像フィールドブロック、現画像第１セグ
   メントブロックおよび現画像第２セグメントブロックに
   それぞれ最も類似した類似ブロックを特定し、現画像フ
   ィールドブロックに対応するフィールド動きベクトル、
   現画像第１セグメントブロックに対応する第１セグメン
   ト動きベクトルおよび現画像第２セグメントブロックに
   対応する第２セグメント動きベクトルを探索する第１の
   動きベクトル探索工程と、 該第１の動きベクトル探索工程により特定された現画像
   フィールドブロック、現画像第１セグメントブロックお
   よび現画像第２セグメントブロックのそれぞれの前記類
   似ブロックの近傍に、前記第１の探索領域設定工程によ
   り設定された探索領域より細かい探索密度であり、かつ
   狭い探索領域をそれぞれ設定する第２の探索領域設定工
   程と、 第２の探索領域設定工程により設定されたそれぞれの探
   索領域に基づいて前記現画像フィールドブロック、現画
   像第１セグメントブロックおよび現画像第２セグメント
   ブロックに最も類似した類似ブロックをそれぞれ特定
   し、現画像フィールドブロックに対応するフィールド動
   きベクトル、現画像第１セグメントブロックに対応する
   第１セグメント動きベクトルおよび現画像第２セグメン
   トブロックに対応する第２セグメント動きベクトルを探
   索する第２の動きベクトル探索工程と、 前記第１の動きベクトル探索工程により探索された前記
   フィールド動きベクトル、第１セグメント動きベクト
   ル、第２セグメント動きベクトルの中から最適な動きベ
   クトルを判定する第１の動きベクトル判定工程と、 前記第２の動きベクトル探索工程により探索された前記
   フィールド動きベクトル、第１セグメント動きベクト
   ル、第２セグメント動きベクトルの中から最適な動きベ
   クトルを判定する第２の動きベクトル判定工程と、 前記画像判別工程により判別された予測画像に応じて第
   １の動きベクトル判定工程と第２の動きベクトル判定工
   程のうち何れか一方の判定工程を選択する選択工程と、
   を含むことを特徴とする動画像圧縮方法。
4. 【請求項４】前記画像判別工程により判別された予測画
   像が前方向予測画像の場合、前記選択工程が第２の動き
   ベクトル判定工程を選択するとともに、前記画像判別工
   程により判別された予測画像が双方向予測画像の場合、
   前記選択工程が第１の動きベクトル判定工程を選択する
   ことを特徴とする請求項３に記載の動画像圧縮方法。
5. 【請求項５】インタレース走査方式の動画像を構成する
   各フレームに対し、該フレームを構成する画素に含まれ
   る複数種類の画像情報をそれぞれ、所定の標本化周波数
   に基づいて水平走査方向および垂直走査方向に抽出する
   フォーマット変換手段を有し、該フォーマット変換手段
   により抽出された各フレームに対し、フレーム内情報に
   基づいて符号化されるフレーム内予測画像と、時間的に
   前方向のフレームを参照画像として符号化される前方向
   予測画像と、時間的に前方向および後方向のフレームを
   それぞれ参照画像として符号化される双方向予測画像
   と、をそれぞれ切り換えて生成する動画像圧縮装置にお
   いて、 前記フレーム内予測画像、前記前方向予測画像および前
   記双方向予測画像のうち、符号化される予測画像を判別
   する画像判別手段と、 前記フレームが第１フィールドおよび第２フィールドか
   らなり、前記フレームを部分的に構成する現画像フレー
   ムブロックが、該第１フィールドからなる現画像第１フ
   ィールドブロックおよび該第２フィールドからなる現画
   像第２フィールドブロックを含み、現画像フレームブロ
   ック、現画像第１フィールドブロックおよび現画像第２
   フィールドブロックに対し、前記参照画像を構成する画
   素を代表する画像情報を抽出することにより、粗い探索
   密度であり、かつ広い探索領域をそれぞれ設定する第１
   の探索領域設定手段と、 第１の探索領域設定手段により設定された探索領域に基
   づいて前記現画像フレームブロック、現画像第１フィー
   ルドブロックおよび現画像第２フィールドブロックにそ
   れぞれ最も類似した類似ブロックを特定し、現画像フレ
   ームブロックに対応するフレーム動きベクトル、現画像
   第１フィールドブロックに対応する第１フィールド動き
   ベクトルおよび現画像第２フィールドブロックに対応す
   る第２フィールド動きベクトルを探索する第１の動きベ
   クトル探索手段と、 該第１の動きベクトル探索手段により特定された現画像
   フレームブロック、現画像第１フィールドブロックおよ
   び現画像第２フィールドブロックのそれぞれの前記類似
   ブロックの近傍に、前記第１の探索領域設定手段より設
   定された探索領域より細かい探索密度であり、かつ狭い
   探索領域をそれぞれ設定する第２の探索領域設定手段
   と、 第２の探索領域設定手段により設定されたそれぞれの探
   索領域に基づいて前記現画像フレームブロック、現画像
   第１フィールドブロックおよび現画像第２フィールドブ
   ロックに最も類似した類似ブロックをそれぞれ特定し、
   現画像フレームブロックに対応するフレーム動きベクト
   ル、現画像第１フィールドブロックに対応する第１フィ
   ールド動きベクトルおよび現画像第２フィールドブロッ
   クに対応する第２フィールド動きベクトルを探索する第
   ２の動きベクトル探索手段と、 前記第１の動きベクトル探索手段により探索された前記
   フレーム動きベクトル、第１フィールド動きベクトル、
   第２フィールド動きベクトルの中から最適な動きベクト
   ルを判定する第１の動きベクトル判定手段と、 前記第２の動きベクトル探索手段により探索された前記
   フレーム動きベクトル、第１フィールド動きベクトル、
   第２フィールド動きベクトルの中から最適な動きベクト
   ルを判定する第２の動きベクトル判定手段と、 前記画像判別手段により判別された予測画像に応じて第
   １の動きベクトル判定手段と第２の動きベクトル判定手
   段とのうち何れか一方の判定手段を選択する選択手段
   と、を備えたことを特徴とする動画像圧縮装置。
6. 【請求項６】前記画像判別手段により判別された予測画
   像が前方向予測画像の場合、前記選択手段が第２の動き
   ベクトル判定手段を選択するとともに、前記画像判別手
   段により判別された予測画像が双方向予測画像の場合、
   前記選択手段が第１の動きベクトル判定手段を選択する
   ことを特徴とする請求項５に記載の動画像圧縮装置。
7. 【請求項７】インタレース走査方式の動画像を構成する
   各フィールドに対し、該フィールドを構成する画素に含
   まれる複数種類の画像情報をそれぞれ、所定の標本化周
   波数に基づいて水平走査方向および垂直走査方向に抽出
   するフォーマット変換手段を有し、該フォーマット変換
   手段により抽出された各フィールドに対し、フィールド
   内情報に基づいて符号化されるフィールド内予測画像
   と、時間的に前方向のフィールドを参照画像として符号
   化される前方向予測画像と、時間的に前方向および後方
   向のフィールドをそれぞれ参照画像として符号化される
   双方向予測画像と、をそれぞれ切り換えて生成する動画
   像圧縮装置において、 前記フレーム内予測画像、前記前方向予測画像および前
   記双方向予測画像のうち、符号化される予測画像を判別
   する画像判別手段と、 前記フィールドを部分的に構成する現画像フィールドブ
   ロックが、該現画像フィールドブロックの上半分のブロ
   ックからなる現画像第１セグメントブロックおよび該現
   画像フィールドブロックの下半分のブロックからなる現
   画像第２セグメントブロックを含み、現画像フィールド
   ブロック、現画像第１セグメントブロックおよび現画像
   第２セグメントブロックに対し、前記参照画像を構成す
   る画素を代表する画像情報を抽出することにより、粗い
   探索密度であり、かつ広い探索領域をそれぞれ設定する
   第１の探索領域設定手段と、 第１の探索領域設定手段により設定された探索領域に基
   づいて前記現画像フィールドブロック、現画像第１セグ
   メントブロックおよび現画像第２セグメントブロックに
   それぞれ最も類似した類似ブロックを特定し、現画像フ
   ィールドブロックに対応するフィールド動きベクトル、
   現画像第１セグメントブロックに対応する第１セグメン
   ト動きベクトルおよび現画像第２セグメントブロックに
   対応する第２セグメント動きベクトルを探索する第１の
   動きベクトル探索手段と、 該第１の動きベクトル探索手段により特定された現画像
   フィールドブロック、現画像第１セグメントブロックお
   よび現画像第２セグメントブロックのそれぞれの前記類
   似ブロックの近傍に、前記第１の探索領域設定手段より
   設定された探索領域より細かい探索密度であり、かつ狭
   い探索領域をそれぞれ設定する第２の探索領域設定手段
   と、 第２の探索領域設定手段により設定されたそれぞれの探
   索領域に基づいて前記現画像フィールドブロック、現画
   像第１セグメントブロックおよび現画像第２セグメント
   ブロックに最も類似した類似ブロックをそれぞれ特定
   し、現画像フィールドブロックに対応するフィールド動
   きベクトル、現画像第１セグメントブロックに対応する
   第１セグメント動きベクトルおよび現画像第２セグメン
   トブロックに対応する第２セグメント動きベクトルを探
   索する第２の動きベクトル探索手段と、 前記第１の動きベクトル探索手段により探索された前記
   フィールド動きベクトル、第１セグメント動きベクト
   ル、第２セグメント動きベクトルの中から最適な動きベ
   クトルを判定する第１の動きベクトル判定手段と、 前記第２の動きベクトル探索手段により探索された前記
   フィールド動きベクトル、第１セグメント動きベクト
   ル、第２セグメント動きベクトルの中から最適な動きベ
   クトルを判定する第２の動きベクトル判定手段と、 前記画像判別手段により判別された予測画像に応じて第
   １の動きベクトル判定手段と第２の動きベクトル判定手
   段のうち何れか一方の判定手段を選択する選択手段と、
   を備えたことを特徴とする動画像圧縮装置。
8. 【請求項８】前記画像判別手段により判別された予測画
   像が前方向予測画像の場合、前記選択手段が第２の動き
   ベクトル判定手段を選択するとともに、前記画像判別手
   段により判別された予測画像が双方向予測画像の場合、
   前記選択手段が第１の動きベクトル判定手段を選択する
   ことを特徴とする請求項７に記載の動画像圧縮装置。