JP2952603B2 - 動画像符号化制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 動画像を高能率符号化して記録し、且つ容易に逆方向
再生も可能とした動画像符号化制御方式に関し、 １画面の複数のブロックを一定周期でフレーム内符号
化を行うと共に、動き補償による高能率符号化を可能と
することを目的とし、 入力動画像信号の１画面を複数のブロックに分割し、
各ブロック対応に変換符号化を行ってフレーム間符号化
を行う第１の符号化部と、前記ブロック対応の変換符号
化を行ってフレーム内符号化を行う第２の符号化部と、
フレーム間のブロック対応の動き補償処理を行う動き補
償部と、前記第1,第２の符号化部の切替制御を行う制御
部と、符号化された動画像信号の記録，再生を行う画像
記録部とを備え、前記制御部により、前記１画面を構成
する複数のブロック中の一定周期のブロックと、前記動
き補償部による動き補償サーチ範囲のブロックとに対し
て、前記動２の符号化部によるフレーム内符号化を行わ
せ、且つ前記動き補償部による動きベクトルが検出され
ない時に、前記動き補償サーチ範囲のブロックを、前記
一定周期のブロックと見做して、次フレームの於ける一
定周期のブロックを設定するように構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、動画像を高能率符号化して記録し、且つ容
易に逆方向再生も可能とした動画像符号化制御方式に関
するものである。

動画像を磁気テープ，磁気ディスク，光ディスク等の
記録媒体に記録し、必要に応じてこれを再生して動画像
を表示するシステムに於いては、１画面を複数ブロック
に分割し、ブロック対応に変換符号化及びフレーム間符
号化により高能率符号化することにより記録情報量の削
減が図られている。

このような動画像の記録再生方式に於いて、動き補償
により更に動画像の圧縮符号化を図り、且つ任意の位置
からの逆方向再生或いは頭出しを容易にすることが要望
されている。

〔従来の技術〕

動画像を高能率符号化して磁気記録或いは光学記録を
行う従来例の符号化方式は、例えば、次のような方式が
知られている。

（１）．動画像のシーケンスの１フレーム目をフレーム
内符号化し、２フレーム以降をフレーム間符号化する方
式。

（２）．動画像のシーケンスの１フレーム目をフレーム
内符号化し、２フレーム以降をフレーム間符号化すると
共に、或る一定フレーム周期毎にフレーム単位でフレー
ム内符号化を行う方式。

（３）．動画像のシーケンスの１フレーム目をフレーム
内符号化し、２フレーム以降をフレーム間符号化すると
共に、１画面を複数のブロックに分割し、一定ブロック
周期毎にブロック単位でフレーム内符号化を行う方式。

第14図は前記（３）の方式による従来例のブロック図
であり、41は加算器、42,52は離散コサイン変換器（DC
T）、43は量子化器（Ｑ）、44は逆量子化器（）、45
は逆離散コサイン変換器（IDCT）、46は加算器、47はフ
レームメモリ（FM）、48は制御部、49はカウンタ、50は
メモリ、51はフレーム間符号化を行うかフレーム内符号
化を行うかを判定する判定回路、53は可変長符号化器、
54,55は切替スイッチ、56は記録装置である。

入力動画像信号は、加算器41と、離散コサイン変換器
52と、判定回路51とに加えられる。切替スイッチ54,55
は制御部48により制御され、切替スイッチ54がオフで、
切替スイッチ55がオンの時にフレーム間符号化となり、
反対に切替スイッチ54がオンで、切替スイッチ55がオフ
の時にフレーム内符号化となる。

フレーム間符号化の場合は、加算器41に於いてフレー
ムメモリ47からの前フレームの動画像信号との差が求め
られ、離散コサイン変換器42により離散コサイン変換さ
れ、それにより得られたDCT係数が量子化器43により量
子化され、可変長符号化器53により可変長符号化されて
記録装置56に加えられる。又量子化器43の出力信号は逆
量子化器44により逆量子化され、逆離散コサイン変換器
45により逆離散コサイン変換され、フレームメモリ47か
らの前フレームの動画像信号と加算器46により加算され
て、現フレームの動画像信号としてフレームメモリ47に
加えられる。

又フレーム内符号化の場合は、離散コサイン変換器52
により離散コサイン変換され、それにより得られたDCT
係数が量子化器43により量子化され、可変長符号化器53
により可変長符号化されて記録装置56に加えられる。

又記録装置56には、フレーム間符号化とフレーム内符
号化との何れの符号化であるかを示す補助情報も、符号
化動画像信号と共に記録されるものである。

又制御部48は、カウンタ49とメモリ50とを備え、１画
面を複数のブロックに分割し、一定ブロック周期毎にブ
ロック単位でフレーム内符号化を行うブロック位置をメ
モリ50によって表示し、フレーム毎にそのブロック位置
をシフトし、そのメモリ50の内容を基に切替スイッチ5
4,55を制御して、前述のようにブロック対応でフレーム
間符号化とフレーム内符号化との切替えを行うものであ
る。

又判定回路51は、フレーム間符号化よりもフレーム内
符号化の方が情報量が少なくなる場合を判定し、その判
定信号を制御部48に加えることにより、一定ブロック周
期のブロックでない場合でも、強制的にフレーム内符号
化を行わせるものである。

第15図は従来例のフローチャートであり、第14図に於
ける制御部48の動作を示すものである。先ず、メモリ50
をＭ（M1,M2）、周期をＳ、カウンタ59の値をａとし
、以下ステップ〜によりメモリ50の初期値を設定
する。即ち、ａ＝０とし、Ｍ（I,J）（１画面のブロ
ック位置をX,Y座標のI,Jにより示す）として、Ｉ＝１
,J＝１とし、カウント内容の値ａをモジュロＳによ
り加算し、その結果をメモリ50の内容Ｍ（I,J）とする
，。そして、Ｊ＝Ｊ＋１とし、Ｊ＞M2か否か判定
し、Ｊ＞M2でない時はステップに移行し、Ｊ＞M2の
時は、Ｉ＝Ｉ＋Ｉとし、Ｉ＞M1か否か判定し、Ｉ＞
M1ではない時はステップに移行し、Ｉ＞M1の時はステ
ップに移行する。この時、メモリ50の内容が初期設定
されたことになる。

そして、入力動画像信号についてのブロックNo.U,V
（１画面のX,Y座標により示すブロック番号）の処理が
行われ、判定回路51によりフレーム内符号化を行うか
否か判定され、フレーム内符号化を行う判定結果の場
合は、メモリ50の該当ブロック番号についてＭ（U,V）
＝１とし、「１」のブロックに対してフレーム内符号化
が行われ、又予測結果がフレーム内符号化でない場合
は、フレーム間符号化が行われ、ブロックNo.U,Vの処理
が終了すると、１フレーム終了か否か判定され、１
フレームの終了の場合は、メモリ50の内容に、モジュロ
Ｓにより１加算される。それによって、周期Ｓ分の各フ
レームに於ける各ブロックについて、フレーム内符号化
が行われることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の従来例に於いて、（１）の方式は、最初のフレ
ームがフレーム内符号化となることから、最初のフレー
ムに戻ってから再生処理を行う必要がある為、途中のフ
レームからの再生及び逆方向再生は困難である。

又（２）の方式は、フレーム単位でフレーム内符号化
を周期的に行うことになるから、このフレーム内符号化
を行ったフレームをスタート点として、順方向再生及び
逆方向再生が可能となる。しかし、このような途中から
の再生開始或いは逆方向再生開始を容易とする為には、
フレーム内符号化を行うフレーム数を多くしなければな
らず、動画像信号の高能率符号化ができないことにな
る。

又（３）の方式は、フレーム内符号化を各ブロックに
分散させて行うものであるから、周期Ｓ数のフレーム数
を再生した時に、フレーム内符号化ブロックにより１画
面を構成することができることになり、従って、途中か
らの再生及び逆方向再生が容易となる。

しかし、動き補償予測を導入することが不可能となる
欠点がある。即ち、第16図に於いて、斜線を施したブロ
ックＡをフレーム内符号化ブロックとし、白のブロック
Ｃをフレーム間符号化ブロック又は再生時に於ける画像
情報のないブロックとすると、ｎフレームからｎ＋４フ
レームについて動きベクトルがない場合、ｎフレームか
らｎ＋３フレームまでの４フレームの再生により、１画
面の全ブロックについてフレーム内符号化動画像信号が
読出されて、フレーム内符号化による１画面が構成され
ることになる。又逆方向再生時に於いても、４フレーム
の再生により、１画面の全ブロックについてフレーム内
符号化動画像信号が読出されるから、その時点から逆方
向の再生処理が可能となる。

しかし、動きベクトルがある場合、例えばｎ＋１フレ
ームの再生時に矢印で示す動きベクトルが検出された場
合、ブロックＢを既に処理済みのブロックとすると、前
述のように、ｎ＋３フレームに於いて全ブロックについ
てのフレーム内復号化が行われたことになり、その時
に、動きベクトルに対応して、既に処理済みのブロック
に対して復号化された画像情報が書込まれることにな
る。即ち、正常な再生動画像を得ることができないこと
になる。

本発明は、１画面の複数のブロックを一定周期でフレ
ーム内符号化を行うと共に、銅き補償による高能率符号
化を可能とすることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の動画像符号化制御方式は、ブロック対応にフ
レーム間符号化とフレーム内符号化との切替えを行うと
共に、動き補償処理を行うものであり、第１図を参照し
て説明する。

入力動画像信号の１画面を複数のブロックに分割し、
各ブロック対応に離散コサイン変換等の変換符号化を行
ってフレーム間符号化を行う第１の符号化部１と、各ブ
ロック対応に離散コサイン変換等の変換符号化を行って
フレーム内符号化を行う第２の符号化部２と、フレーム
間のブロック対応の動き補償処理を行う動き補償部３
と、符号化動画像信号の記録，再生を行う画像記録部５
とを備えて、制御部４により、１画面を構成する複数の
ブロックの中の一定周期のブロックと、動き補償部３に
よる動き補償サーチ範囲のブロックとに対して、第２の
符号化部２によるフレーム内符号化を行わせ、且つ動き
補償部３による動きベクトルが検出されない時に、動き
補償サーチ範囲のブロックを、次フレームに於ける一定
周期のブロックと見做して、次フレームに於ける一定周
期のブロックの設定を省略するものである。

又画像記録部５から再生した符号化動画像信号を復号
する復号化部６を設け、一定周期でフレーム内符号化を
行うブロックを、１画面の縦方向又は横方向に直線状と
なるように設定し、このブロック列が１画面の端部に位
置する情報を付加して画像記録部５に記録し、この画像
記録部５から再生して復号化部６により復号する時に、
フレーム内符号化のブロック列が１画面の端部に位置す
るフレームから復号を開始するものである。

〔作用〕

入力動画像信号の１画面は、画像記録部５の中に示す
ように、複数のブロックに分割され、制御ブロック４に
より第1,第２の符号化部1,2が切替えられて、ブロック
対応にフレーム間符号化及びフレーム内符号化が行わ
れ、フレーム内符号化は、一定周期のブロックと、動き
補償部３による動き補償サーチ範囲のブロックとに対し
て行われる。例えば、動き補償サーチ範囲を１ブロック
とすると、画像記録部５の中に示す斜線を施したブロッ
クが一定周期のブロックとすると、そのブロックとその
両側で実線で示すブロックとがフレーム内符号化ブロッ
クとなり、点線で示すブロックがフレーム間符号化ブロ
ックとなる。

そして、動き補償部４による動きベクトルが検出され
ない時は、再生時に於ける隣接ブロックへの影響がない
から、動き補償サーチ範囲のブロック（実線で示すブロ
ック）を一定周期のブロックと見做して、次のフレーム
に於ける一定周期のブロックを設定する。

又一定周期のブロックが図示のように縦方向に配列さ
れている場合、このブロック列が左端或いは右端に位置
する補助情報を付加して画像記録部５に記録し、再生時
には、この補助情報によりフレーム内符号化ブロック列
が左端或いは右端に位置するフレームから復号を開始さ
せ、復号化部６から出力される動画像信号により表示し
た時の画像の乱れを防止することができる。又ブロック
列が横方向に配列された場合も同様である。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、11,17
は加算器、12,13は離散コサイン変換器（DCT）、14は量
子化器（Ｑ）、15,31は逆量子化器（）、16,32は逆離
散コサイン変換器（IDCT）、18,33はフレームメモリ（F
M）、19は可変遅延回路（VDLY）、20は動き補償器、21
は制御部、22はカウンタ、23は領域M,MX,MV,VXを有する
メモリ、24,25は切替スイッチ、26は方向情報処理部、2
7はハフマン符号化等を行う可変長符号化器（VLC）、28
は磁気記録や光学記録を行う記録装置、29は可変長復号
化器、30は復号部、34は表示装置である。

加算器11と離散コサイン変換器12と量子化器14と逆量
子化器15と逆離散コサイン変換器16と加算器17とフレー
ムメモリ18と可変長符号化器27とにより、フレーム間符
号化を行う第１の符号化部１が構成され、離散コサイン
変換器13と量子化器14と可変長符号化器27とによりフレ
ーム内符号化を行う第２の符号化器２が構成され、動き
補償器20と可変遅延回路19とにより動き補償部３が構成
されている。又制御部21は、カウンタ22とメモリ23とを
備え，メモリ23は、１画面を複数ブロックに分割したブ
ロック対応の各領域M,MX,MV,VXの内容に従ってフレーム
内符号化が制御され、その内容はカウンタ22や動き補償
器20によって更新される。

又復号化部30は、逆量子化器31と、逆離散コサイン変
換器32と、フレームメモリ33とを備えており、記録装置
28から読出した補助情報に従ってフレーム間復号化フレ
ーム内復号化とが切替えられるものであり、復号された
動画像信号が表示装置34に加えられて表示される。

入力動画像信号は、加算器11,離散コサイン変換器13,
動き補償器20及び方向情報処理部21に加えられ、切替ス
イッチ24がオフ、切替スイッチ25がオンの時はフレーム
間符号化が行われるもので、動き補償器20による動きベ
クトルに従って可変遅延回路19が制御され、フレームメ
モリ18から読出された前フレームの動画像信号が動きベ
クトル方向に遅延されて、入力動画像信号との差分が加
算器11によって求められ、離散コサイン変換器12により
離散コサイン変換され、それによるDCT係数が量子化器1
4により量子化され、可変長符号化器27により可変長符
号化されて記録装置28に記録される。

又方向情報処理部26は、動き補償器20による動きベク
トルの方向を示す情報を補助情報として、可変長符号化
器27を介して記録装置28に記録させるものである。

又量子化器14の出力信号は逆量子化器15により逆量子
化されてDCT係数となり、逆離散コサイン変換器16によ
り元のフレーム間差分信号となり、加算器17により前フ
レームの動画像信号と加算されて、現フレームの動画像
信号としてフレームメモリ18に加えられる。

又切替スイッチ24がオン、切替スイッチ25がオフの時
はフレーム内符号化が行われるもので、入力動画像信号
は離散コサイン変換器13により離散コサイン変換それ、
それによるDCT係数が量子化器14により量子化され、可
変長符号化器27により可変長符号化されて記録装置28に
加えられる。

第３図及び第４図は本発明の実施例の動作説明図であ
り、一定周期Ｓのフレーム内符号化ブロックが縦方向に
配列される場合を示す。第３図（ａ）は、10×８ブロッ
クの場合に、周期Ｓ＝10とし、ブロックの番号10〜１を
最初のフレームF1に示すように初期設定し、番号１のブ
ロックをフレーム内符号化ブロック（斜線を施したブロ
ック）とし、次のフレームF2では、各ブロックの番号を
モジュロＳ＝10で＋１し、その結果、番号が１となった
ブロックをフレーム内符号化ブロックとするものであ
り、縦方向のフレーム内符号化ブロック列は順次右方向
にシフトすることになり、第１フレームF1に於いて左端
にフレーム内符号化ブロック列がある場合に、第Ｓフレ
ームFSに於いて右端にシフトすることになる。この場
合、前述のように動き補償を適用することができないも
のである。

又（ｂ）は、動き補償を適用できるように、フレーム
内符号化ブロック列の両側のブロックについてもフレー
ム内符号化を行わせるものであり、斜線を施して示す本
来フレーム内符号化を行うブロックの両側のブロックに
ついても、ブロックの番号を１としてフレーム内符号化
を行うものである。

又（ｃ）は、本発明の一実施例の動作を示し、動きベ
クトルが検出された時は、（ｂ）に示すように、本来の
フレーム内符号化ブロック列の両側のブロックもフレー
ム内符号化し、動きブロックが検出されない時は、本来
のフレーム内符号化ブロック列の両側のフレーム内符号
化ブロックを、次のフレームに於ける本来のフレーム内
符号化ブロック列と見做すものである。

例えば、第１フレームF1の第１列が本来のフレーム内
符号化ブロック列で、第２列もフレーム内符号化されて
いるから、動きベクトルが検出されない時、第２フレー
ムF2では第２列のフレーム内符号化ブロック列は既に処
理されたものと見做してフレーム内符号化を省略し、総
てのブロックをフレーム間符号化とするものである。そ
れによって、符号化効率を向上させることができる。

又第４図の（ｅ）は第３図の（ａ）に対応し、（ｄ）
は本発明の他の実施例の動作を示し、第１フレームF1に
於いて動きベクトルが検出されない時は、第２フレーム
F2に於ける第２列のフレーム内符号化ブロック列は既に
処理されたものと見做して、第３列を本来のフレーム内
符号化ブロック列とし、その両側のブロックについても
フレーム内符号化を行わせるものである。従って、第１
フレームF1の状態に戻るのは、Ｓ′（＜Ｓ）フレーム後
となり、動きベクトルが検出されない場合のフレーム内
符号化ブロックによる１画面を短いフレーム数（FS＞F
S′）で構成することができる。

又第フレームF1に於けるフレーム内符号化ブロック列
については、１画面の端部に位置することを示す補助情
報を付加して、再生時に於ける復号開始の識別を容易に
するものである。

第５図及び第６図は本発明の一実施例のフローチャー
トであり、メモリ23の各領域M,MX,VX,MVに於けるM3,M2
（M3は１画面を構成するブロックの横方向の数、M2は縦
方向の数）を設定し、周期をＳとし、カウンタ22の値を
ａとし（１）。次に、カウンタ22の値をａ＝０とし
（２）、メモリ23の各領域の横方向ブロック位置ＩをＩ
＝１とし（３）、MX（Ｉ）＝a,M（Ｉ）＝a,MV（Ｉ）＝
ａとし（４）、カウンタ22の値ａをモジュロＳにより＋
１する（５）。

次にＩ＝Ｉ＋１とし（６）、Ｉ＞M3か否か判定し
（７）、ＩがM3より大きくない時はステップ（４）に移
行し、大きい時は、１画面分について処理が終了し、領
域MXに一定周期のブロック毎に「１」が書込まれること
になる。次に、Ｉ＝１とし（８）、MX（Ｉ）＝１である
か否か判定する（９）。即ち、領域MXの中のブロックの
番号がフレーム内符号化を行うことを示す「１」である
か否か判定する。「１」でなければステップ（11）に移
行し、「１」の場合は、Ｍ（Ｉ−１）＝1,M（Ｉ＋１）
＝１とする（10）。即ち、本来のフレーム内符号化を行
うブロックの両側のブロックもフレーム内符号化を行う
ブロックとする為に、番号を「１」とする。

そして、Ｉ＝Ｉ＋１とし（11）、Ｉ＞M3か否か判定し
（12）、ＩがM3より大きくない時はステップ（９）に移
行し、大きい時は、１フレームについての処理が終了す
る（13）。

以上の処理により、本来のフレームに内符号化ブロッ
クとその両側の動き補償サーチ範囲のブロックとについ
て、領域Ｍに「１」を設定したことになる。

そして、次フレームとの動き補償処理を行い、動きベ
クトルの値をメモリ23の領域VXに記憶する（14）。その
場合、横方向のブロックにかかる動きベクトルについ
て、右向きベクトルの値を１、左向きベクトルの値を−
１とし、横方向のブロックにかからない動きベクトル、
即ち、０ベクトルの値を０とするものである。そして、
Ｉ＝１とし（15）,MX（Ｉ）＝１か否か判定し（16）、
１でなければステップ（22）に移行し、１の場合はＪ＝
１として（17）、VX（Ｉ−1,J）＝１か否か判定し（1
8）、且つVX（Ｉ＋1,J）＝−１か否か判定する（20）。
即ち、右向きベクトルか左向きブロックかを判定する。
このステップ（18），（20）は、一部ステップを省略し
て示しており、Ｊ＝１〜M2の範囲について行うものであ
る。又VX（Ｉ−1,J）＝１の時、即ち、右向きベクトル
の時、MV（Ｉ−１）＝１とし（19）、又VX（Ｉ＋1,L）
＝−１でない時、即ち、左向きベクトルでない時、MV
（Ｉ＋１）＝１とし（21）、ステップ（22）に移行す
る。

そして、メモリ23の領域MVの内容の「１」によりフレ
ーム内符号化を行うブロックが設定されることになり、
この領域MVの内容に従って切替スイッチ24,25が制御さ
れ、フレーム間符号化とフレーム内符号化とがブロック
対応に切替えられることになる。

次に、Ｉ＝Ｉ＋１とし（22）、Ｉ＞M3か否か判定し
（23）、ＩがM3より大きくない時はステップ（16）に移
行し、大きい時は１フレームの処理が終了したことにな
るから、MX（＊）＝MV（＊）及びMX（＊）＝MX（＊）＋
１の演算をモジュロＳにより行い（24）、ステップ
（６）に移行して、次のフレームについてのフレーム内
符号化ブロックが設定されるから、MV（＊）の内容がス
テップ（19），（21）により更新され、次のフレームに
於いては、本来の一定周期のブロックに対する動き補償
サーチ範囲のブロックを、一定周期のブロックと見做し
て、フレーム内符号化を行うブロックを設定することに
なる。

第７図，第８図，第９図及び第10図は本発明の他の実
施例のフローチャートであり、第４図の（ｄ）に示す動
作を行わせる場合を示す。第５図のステップ（１）と同
様に、メモリ23の各領域M,MX,VX,MVに於けるM3,M2（M3
は１画面を構成するブロックの横方向の数、M2は縦方向
の数）を設定し、周期をＳとし、カウンタ22の値をａと
し（31）、次に、第５図のステップ（２）〜（５）と同
様に、カウンタ22の値をａ＝０とし（31）、メモリ23の
各領域の横方向ブロック位置ＩをＩ＝１とし（32）、MX
（Ｉ）＝a,M（Ｉ）＝a,MV（Ｉ）＝ａとし（33）、カウ
ンタ22の値ａをモジュロＳにより＋１する（35）。

次にＩ＝Ｉ＋１とし（36）、Ｉ＞M3か否か判定し（3
7）、横方向ブロック位置Ｉが横方向のブロック数M3よ
り大きくない時はステップ（34）に移行し、大きい時
は、メモリ23の領域M,MX,MVについてモジュロＳによる
カウンタの値ａがブロック対応にセットされたことにな
る。そして、Ｉ＝１とし（38）、MX（Ｉ）＝１か否か判
定する（39）。

MX（Ｉ）＝１の場合はステップ（46）に移行し、MX
（Ｉ）≠１の場合は次のブロックに移行する為にＩ＝Ｉ
＋１とし（40）、Ｉ＞M3か否か判定し（41）、Ｉ＞M3で
ない場合は、ステップ（39）〜（41）を繰り返す。即
ち、フレーム符号化を示す「１」が領域MX内に存在する
か否かステップ（39）により判定する。そして、Ｉ＞M3
となっても「１」がない場合は、例えば、第３図の
（Ｃ）の第２フレーム，第４フレームのように、フレー
ム内符号化を示す「１」のブロックが存在しないので、
Ｉ＝１とし（42）、MX（Ｉ）＝MX（Ｉ）＋１をモジュロ
Ｓにより演算し（43）、Ｉ＝Ｉ＋１として（44）、ステ
ップ（45）の判定により、Ｉ＞M3となるまでステップ
（43），（44）を繰り返す。それよって、フレーム内符
号化を示す「１」のブロックが存在することになる。

そして、Ｉ＝１とし（46）、MX（Ｉ）＝１か否か判定
し（47）、MX（Ｉ）≠１の場合はステップ（49）に移行
し、MX（Ｉ）＝１の場合はＭ（Ｉ−１）＝1,M（Ｉ＋
１）＝１とする（48）。即ち、フレーム内符号化を行う
ブロックの両側のブロックについてもフレーム内符号化
を行うことを示す「１」とする。

そして、Ｉ＝Ｉ＋１とし（49）、Ｉ＞M3か否か判定し
（50）、Ｉ＞M3でない時は、ステップ（47）に移行し、
Ｉ＞M3の時は、１フレームの処理終了となる（51）。

そして、次フレームとの動き補償を行い、動きベクト
ルの値を記憶し、VX（M3,M2）は、右向きベクトルの値
を１、左向きのベクトルの値を−１、０ベクトルの値を
０とする（52）。次にＩ＝１とし（53）、MX（Ｉ）＝１
か否か判定し（54）、MX（Ｉ）≠１の時はステップ（6
5）に移行し、又MX（Ｉ）＝１の時は、縦方向にブロッ
クを調べる為にＪ＝１とし（55）、MX（Ｉ−1,J）＝１
か否か判定し（56）、１でない時はステップ（58）に移
行し、１の時は、MV（Ｉ−１）＝１とする（57）。

次にＪ＝Ｊ＋１とし（58）、Ｊ＞M2か否か判定し（5
9）、Ｊ＞M2でない時はステップ（56）に移行し、Ｊ＞M
2の時は再びＪ＝１とし、VX（Ｉ＋1,J）＝−１か否か判
定し（61）、−１でない時はステップ（63）に移行し、
−１の時はMV（Ｉ＋１）＝１とする（62）。そして、Ｊ
＝Ｊ＋１とし（63）、Ｊ＞M2か否か判定し（64）、Ｊ＞
M2でない時はステップ（61）に移行し、縦方向にブロッ
ク対応の動きベクトルの向きを調べて、フレーム内符号
化を行うブロックを設定する。又Ｊ＞M2の時はＩ＝Ｉ＋
１とし（65）、Ｉ＞M3か否か判定し（66）、Ｉ＞M3でな
い時ステップ（54）に移行し、Ｉ＞M3の時は、Ｉ＝１と
し（67）、MX（Ｉ）＝MV（Ｉ）とし（68）、MX（Ｉ）＝
MX（Ｉ）＋１をモジュロＳにより演算し（69）、Ｉ＝Ｉ
＋１とし（70）、Ｉ＞M3か否か判定し（71）、Ｉ＞M3で
ない時はステップ（68）に移行し、Ｉ＞M3の時は再びス
テップ（38）に戻ることになる。

この実施例に於いては、第８図に於けるステップ（4
2）〜（45）により、動きベクトルが入り込まない場合
に、本来フレーム内符号化を行うブロックの周囲ブロッ
クを、本来フレーム内符号化を行うブロックと見做し
て、次の処理に移行できるようにしたものである。又第
９図及び第10図のステップ（52）〜（71）は、第６図の
ステップ（14）〜（23）を詳細に示している。

又記録装置28から再生して表示装置34で動画像を表示
する場合、記録装置28から読出された符号化画像信号
は、可変長復号化器29により可変長符号が復号される。
この時、補助情報も可変長符号化されて記録されるもの
であるから、補助情報も可変長復号化される。

復号部30は、逆量子化器31と逆離散コサイン変換器32
とフレームメモリ33等から構成されており、補助情報を
基に可変長復号化された量子化動画像信号の復号化が行
われる。この場合、符号化を行う場合の逆量子化器15と
逆離散コサイン変換器16とフレームメモリ18とを共用化
する構成とすることができる。そして、復号化された動
画像信号は、表示装置34に加えられて表示される。

１画面を複数ブロックに分割して一定周期Ｓでフレー
ム内符号化を行うことにより、任意のフレーム位置から
再生することが可能であるが、動き補償を行う関係か
ら、例えば、第３図及び第４図に於ける本来フレーム内
符号化を行うブロック列が第１フレームF1のように左端
に位置するフレームから復号を開始するものである。即
ち、第１フレームF1の左端のブロック列の左側にはブロ
ック例が存在しないので、そのブロック列からの動き補
償による影響が及ぼされないから、このブロック列から
フレーム内復号化を開始するものである。この場合、前
述のように、補助情報が付加されて記憶装置28に記録さ
れるから、再生時には、この補助情報を読出したフレー
ムに於ける左端ブロック列のフレーム内復号化を開始す
れば良いことになる。又逆方向再生時には、本来のフレ
ーム内符号化ブロック列が右端に位置するフレームから
復号化を開始することになる。

前述の実施例は、一定周期Ｓのブロックが第３図及び
第４図に示すように縦方向に直線状に配列された場合で
あるが、横方向に配列される場合の再生時には、本来の
フレーム内符号化ブロック列が上端に位置するフレーム
から復号化を開始することになり、又逆方向再生時には
下端に位置するフレームから復号化を開始することにな
る。

第11図及び第12図は動き補償の為のフレーム内符号化
ブロックの説明図であり、斜線を施したブロックBL1が
周期的にフレーム内符号化を行うブロックとすると、動
き補償サーチ範囲を１ブロック分とした時、フレーム内
符号化ブロックを周囲のブロックBL2についてもフレー
ム内符号化を行うものである。従って、矢印のような動
きベクトルの場合に於いても、フレーム内復号化により
正しい動画像を復号することができる。

又周期的にフレーム内符号化を行うブロックBL1が第1
2図のように縦方向に配列される場合は、前述のよう
に、その両側ブロックBL2をフレーム内符号化ブロック
とするもので、３列のフレーム内符号化ブロック列が形
成されることになる。このようなフレーム内符号化を行
うブロックについては、そのフレームの符号化開始時
に、メモリ23の領域MVのブロック対応のアドレスに
「１」が設定され、その領域MVの内容に従ってフレーム
内符号化ブロックとフレーム間符号化ブロックとの制御
が行われる。

又８×８画素のブロックのDCT係数についてみると、
第13図に示すように、隣接ブロックのX,Y座標の（1,1）
（黒丸で示す）の係数は直流分を示すことになり、ブロ
ック間で差分を求めて符号化することもできる。即ち、
一種のDPCM処理となり、符号化効率を向上することがで
きる。

本発明は、前述の各実施例にのみ限定されるものでは
なく、種々付加変更することが可能であり、例えば、離
散コサイン変換以外の変換符号化を行うことも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、１画面を構成する複
数のブロック中の一定周期Ｓのブロックと、動き補償部
３による動き補償サーチ範囲のブロックとに対して、第
２の符号化部２によるフレーム内符号化を行わせ、この
動き補償部３による動きベクトルが検出されない時に、
動き補償サーチ範囲のブロックがフレーム内符号化を行
わせているので、一定周期Ｓのブロックと見做して、第
３図の（ｃ）又は第４図の（ｄ）に示すように、次のフ
レームに於ける一定周期Ｓのブロックを設定するもので
あり、動き補償を適用して高能率符号化を行わせると共
に、途中から順方向再生及び逆方向再生が可能となる。

又画像記録部５から再生して動画像を表示する場合、
第３図及び第４図に於ける第１フレームF1のように、１
画面の端部に位置するフレーム内符号化ブロック列に補
助情報を付加して記録しておくことより、この補助情報
を有するフレーム内符号化ブロック列からフレーム内復
号化を開始することにより、動き補償を行った場合で
も、正しい動画像を再生することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図及び第４図は本発明の実施例の動
作説明図、第５図及び第６図は本発明の一実施例のフロ
ーチャート、第７図，第８図，第９図及び第10図は本発
明の他の実施例のフローチャート、第11図及び第12図は
動き補償の為のフレーム内符号化ブロックの説明図、第
13図は直流成分の差分の説明図、第14図は従来例のブロ
ック図、第15図は従来例のフローチャート、第16図は動
き補償を適用した場合の説明図である。 1,2は第1,第２の符号化部、３は動き補償部、４は制御
部、５は画像記録部、６は復号化部である。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/41,5/92 H04N 7/24,11/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力動画像信号の１画面を複数のブロック
   に分割し、各ブロック対応に変換符号化を行ってフレー
   ム間符号化を行う第１の符号化部（１）と、 前記ブロック対応の変換符号化を行ってフレーム内符号
   化を行う第２の符号化部（２）と、 フレーム間のブロック対応の動き補償処理を行う動き補
   償部（３）と、 前記第1,第２の部号化部（1,2）の切替制御を行う制御
   部（４）と、 符号化された動画像信号の記録，再生を行う画像記録部
   （５）とを備え、 前記制御部（４）により、前記１画面を構成する複数の
   ブロック中の一定周期のブロックと、前記動き補償部
   （３）による動き補償サーチ範囲のブロックとに対し
   て、前記第２の符号化部（２）によるフレーム内符号化
   を行わせ、且つ前記動き補償部（３）による動きベルト
   ルが検出されない時に、前記動き補償サーチ範囲のブロ
   ックを、次フレームに於ける前記一定周期のブロックと
   見做して、該次フレームに於ける前記一定周期のブロッ
   クの設定を省略する ことを特徴とする動画像符号化制御方式。
2. 【請求項２】入力画像信号の１画面を複数のブロックに
   分割し、各ブロック対応に変換符号化を行ってフレーム
   間符号化を行う第１の符号化部（１）と、 前記ブロック対応の変換符号化を行ってフレーム内符号
   化を行う第２の符号化部（２）と、 フレーム間のブロック対応の動き補償処理を行う動き補
   償部（３）と、 前記第1,第２の符号化部（1,2）の切替制御を行う制御
   部（４）と、 符号化された動画像信号の記録，再生を行う画像記録部
   （５）と、 該画像記録部（５）から再生した符号化動画像信号を復
   号する復号化部（６）とを備え、 前記制御部（４）により、前記１画面を構成する複数の
   ブロック中の一定周期のブロックと、前記動き補償部
   （３）による動き補償サーチ範囲のブロックとに対し
   て、前記第２の符号化部（２）によるフレーム内符号化
   を行わせ、該フレーム内符号化によるブロック列が１画
   面の縦方向又は横方向に直線状となるように設定し、該
   ブロック列が１画面の端部に位置する情報を付加して前
   記画像記録部（５）に記録し、 該画像記録部（５）から再生して前記復号化部（６）に
   よる復号を、前記フレーム内部号化によるブロック列が
   １画面の端部に位置するフレームから開始する ことを特徴とする動画像符号化制御方式。