JP3351705B2 - 動き補償符号化装置、動き補償符号化方法、及び記録媒体への記録方法 - Google Patents
動き補償符号化装置、動き補償符号化方法、及び記録媒体への記録方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】画像を効率的に伝送、蓄積、
表示するために、画像情報をより少ない符号量でディジ
タル信号にする高能率符号化において、特に動画像を対
象として動き補償画像間予測処理を行なうものに関す
る。
表示するために、画像情報をより少ない符号量でディジ
タル信号にする高能率符号化において、特に動画像を対
象として動き補償画像間予測処理を行なうものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】＜動き補償画像符号化＞ 動画像の高能率符号化において、画像間予測を行なう際
に動きに合わせて画像の各部分をブロック毎に移動させ
てから予測する手法がある。この様な画像の空間的な移
動処理は動き補償と呼ばれ、ＭＰＥＧなど国際標準方式
でも広く用いられている。画像間予測で動き補償を用い
た場合、復号化でも符号化と同じ動き補償を行なう必要
があるので、画像の動きに関する情報（動きベクトル）
を符号化して復号側に伝送する。具体的には８×８画素
乃至１６×１６画素のブロック毎に求められる動きベク
トルにおいて、隣接ブロックの動きベクトルとの差分
を、ハフマン符号などの可変長符号で符号化する。これ
は、動きベクトルはブロック間で大きく変化することが
少ないためである。
に動きに合わせて画像の各部分をブロック毎に移動させ
てから予測する手法がある。この様な画像の空間的な移
動処理は動き補償と呼ばれ、ＭＰＥＧなど国際標準方式
でも広く用いられている。画像間予測で動き補償を用い
た場合、復号化でも符号化と同じ動き補償を行なう必要
があるので、画像の動きに関する情報（動きベクトル）
を符号化して復号側に伝送する。具体的には８×８画素
乃至１６×１６画素のブロック毎に求められる動きベク
トルにおいて、隣接ブロックの動きベクトルとの差分
を、ハフマン符号などの可変長符号で符号化する。これ
は、動きベクトルはブロック間で大きく変化することが
少ないためである。
【０００３】＜従来例符号化装置１＞ 図５に上記の様な動き補償を行なう符号化装置の構成の
一例を示す。画像入力端子１から入来する画像信号は、
減算器２において動き補償器８から与えられる画像間予
測信号が減算され、予測残差となってＤＣＴ（３）に与
えられる。ＤＣＴ（３）は８×８画素単位で離散コサイ
ン変換（ＤＣＴ）の変換処理を行ない、得られた係数を
量子化器４に与える。量子化器４は所定のステップ幅で
係数を量子化し、固定長の符号となった係数を可変長符
号化器５と逆量子化器１２とに与える。可変長符号化器
５はジグザグスキャンと呼ばれる順序で、２次元の８×
８個の係数を１次元に配列変換し、係数を０の連続数と
０以外の係数の値としてハフマン符号で符号化する。こ
の様にして符号列となった画像間予測残差は多重化器６
で動きベクトル（ＭＶ）の符号列と多重化され、符号出
力端子７より出力される。
一例を示す。画像入力端子１から入来する画像信号は、
減算器２において動き補償器８から与えられる画像間予
測信号が減算され、予測残差となってＤＣＴ（３）に与
えられる。ＤＣＴ（３）は８×８画素単位で離散コサイ
ン変換（ＤＣＴ）の変換処理を行ない、得られた係数を
量子化器４に与える。量子化器４は所定のステップ幅で
係数を量子化し、固定長の符号となった係数を可変長符
号化器５と逆量子化器１２とに与える。可変長符号化器
５はジグザグスキャンと呼ばれる順序で、２次元の８×
８個の係数を１次元に配列変換し、係数を０の連続数と
０以外の係数の値としてハフマン符号で符号化する。こ
の様にして符号列となった画像間予測残差は多重化器６
で動きベクトル（ＭＶ）の符号列と多重化され、符号出
力端子７より出力される。
【０００４】一方、逆量子化器１２及び逆ＤＣＴ（１
１）では量子化器４及びＤＣＴ（３）の逆処理が行なわ
れ、画像間予測残差を再生する。得られた再生画像間予
測残差は加算器１０で予測信号が加算され再生画像とな
り、画像メモリ５１に与えられる。画像メモリ５１に蓄
えられている再生画像は、動き補償器８に与えられる。
動き推定器１５は半画素精度の動きベクトル（ＭＶ）
を、入力画像から１６×１６画素の大きさのブロック毎
に求め、その値を動き補償器８とＭＶ符号化器１３に与
える。
１）では量子化器４及びＤＣＴ（３）の逆処理が行なわ
れ、画像間予測残差を再生する。得られた再生画像間予
測残差は加算器１０で予測信号が加算され再生画像とな
り、画像メモリ５１に与えられる。画像メモリ５１に蓄
えられている再生画像は、動き補償器８に与えられる。
動き推定器１５は半画素精度の動きベクトル（ＭＶ）
を、入力画像から１６×１６画素の大きさのブロック毎
に求め、その値を動き補償器８とＭＶ符号化器１３に与
える。
【０００５】動き補償器８はＭＶに従って再生画像を移
動させ、更に線形内挿補間により半画素精度の動き補償
予測信号を作る。一方、ＭＶ符号化器１３は、ＭＶに対
し符号化済みの前値（通常は左ブロックの値）と符号化
対象となるブロックのベクトル値をｘ成分ｙ成分毎に比
較し、その差分値をハフマン符号で符号化し多重化器６
に出力する。得られた符号列は多重化器６で、画像間予
測残差の符号列と多重化される。
動させ、更に線形内挿補間により半画素精度の動き補償
予測信号を作る。一方、ＭＶ符号化器１３は、ＭＶに対
し符号化済みの前値（通常は左ブロックの値）と符号化
対象となるブロックのベクトル値をｘ成分ｙ成分毎に比
較し、その差分値をハフマン符号で符号化し多重化器６
に出力する。得られた符号列は多重化器６で、画像間予
測残差の符号列と多重化される。
【０００６】＜従来例動画像復号化装置＞ 図５の動き補償符号化装置に対応する復号化装置につい
て以下に説明する。図６は、その復号化装置の構成を示
したものである。符号入力端子６１より入来する符号は
多重分離器６２で画像間予測残差の符号列と動きベクト
ルの符号列に分離され、画像間予測残差の符号列は可変
長復号化器６３で固定長の符号に戻され、逆量子化器１
２、逆ＤＣＴ（１１）で再生画像間予測残差となり、加
算器１０で画像間予測信号が加算され再生画像となる。
この様にして得られた再生画像信号は、画像出力端子６
４から出力されると共に画像メモリ５１に与えられる。
て以下に説明する。図６は、その復号化装置の構成を示
したものである。符号入力端子６１より入来する符号は
多重分離器６２で画像間予測残差の符号列と動きベクト
ルの符号列に分離され、画像間予測残差の符号列は可変
長復号化器６３で固定長の符号に戻され、逆量子化器１
２、逆ＤＣＴ（１１）で再生画像間予測残差となり、加
算器１０で画像間予測信号が加算され再生画像となる。
この様にして得られた再生画像信号は、画像出力端子６
４から出力されると共に画像メモリ５１に与えられる。
【０００７】動き補償器８では、ＭＶ復号化器６５から
与えられるＭＶ情報に従って、画像メモリ５１の画像を
動き補償し、画像間予測信号として加算器１０に与え
る。ここで、逆量子化器１２、逆ＤＣＴ（１１）、加算
器１０、画像メモリ５１、動き補償器８の動作は図５の
符号化装置のものと同じである。一方、多重分離器６２
で分離された動きベクトル符号は、ＭＶ復号化器６５で
可変長符号が固定長符号に復号され、得られた動きベク
トルの差分値は前ブロックのベクトル値が加算され、動
きベクトル情報として動き補償器８に与えられる。
与えられるＭＶ情報に従って、画像メモリ５１の画像を
動き補償し、画像間予測信号として加算器１０に与え
る。ここで、逆量子化器１２、逆ＤＣＴ（１１）、加算
器１０、画像メモリ５１、動き補償器８の動作は図５の
符号化装置のものと同じである。一方、多重分離器６２
で分離された動きベクトル符号は、ＭＶ復号化器６５で
可変長符号が固定長符号に復号され、得られた動きベク
トルの差分値は前ブロックのベクトル値が加算され、動
きベクトル情報として動き補償器８に与えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の動き補償符号化
装置は、動き推定で求められた動きベクトル（ＭＶ）を
そのまま符号化していた。この場合、画像間予測誤差量
の最も少ないＭＶが選択されるので、各ブロックでの僅
かな誤差量の違いでＭＶがブロック毎に変動し、ＭＶ情
報の符号化で不必要に符号量が多くなる場合がある。ま
た動きベクトルの発生符号量は制御されないので、動き
補償の情報量が過度に多くなり、画像間予測残差の情報
量が抑圧されてしまう場合もある。この様な問題は特に
動き補償のブロックサイズを小さくし、高精度の動き補
償を行なおうとした場合に顕著となる。
装置は、動き推定で求められた動きベクトル（ＭＶ）を
そのまま符号化していた。この場合、画像間予測誤差量
の最も少ないＭＶが選択されるので、各ブロックでの僅
かな誤差量の違いでＭＶがブロック毎に変動し、ＭＶ情
報の符号化で不必要に符号量が多くなる場合がある。ま
た動きベクトルの発生符号量は制御されないので、動き
補償の情報量が過度に多くなり、画像間予測残差の情報
量が抑圧されてしまう場合もある。この様な問題は特に
動き補償のブロックサイズを小さくし、高精度の動き補
償を行なおうとした場合に顕著となる。
【０００９】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、符号化済みの動きベクトルから符号化対象ブロック
の動きベクトルを予測し、動き推定で求められた本来の
動きベクトルと画像間予測誤差量が大差なければ、予測
による動きベクトルを動き補償に使うことで、動きベク
トルの発生符号量を少なくし、また発生符号量を制御可
能とする動き補償符号化装置、動き補償符号化方法、及
び記録媒体への記録方法を提供することを目的とする。
で、符号化済みの動きベクトルから符号化対象ブロック
の動きベクトルを予測し、動き推定で求められた本来の
動きベクトルと画像間予測誤差量が大差なければ、予測
による動きベクトルを動き補償に使うことで、動きベク
トルの発生符号量を少なくし、また発生符号量を制御可
能とする動き補償符号化装置、動き補償符号化方法、及
び記録媒体への記録方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、動き補償を行
ない、その際の動きベクトルを符号化する動画像の高能
率符号化において、入力画像を用いて符号化対象ブロッ
クに対して推定された第１の動きベクトルによって動き
補償画像間予測を行なった場合の第１の画像間予測誤差
量を求め、符号化済みの動きベクトルを用いて符号化対
象ブロックに対して予測された第２の動きベクトルによ
って動き補償画像間予測を行なった場合の第２の画像間
予測誤差量を求め、第１の画像間予測誤差量と第２の画
像間予測誤差量を比較し、第１の動きベクトルと第２の
動きベクトルで、誤差量の少なくなる方を選択する動き
補償符号化装置である。
ない、その際の動きベクトルを符号化する動画像の高能
率符号化において、入力画像を用いて符号化対象ブロッ
クに対して推定された第１の動きベクトルによって動き
補償画像間予測を行なった場合の第１の画像間予測誤差
量を求め、符号化済みの動きベクトルを用いて符号化対
象ブロックに対して予測された第２の動きベクトルによ
って動き補償画像間予測を行なった場合の第２の画像間
予測誤差量を求め、第１の画像間予測誤差量と第２の画
像間予測誤差量を比較し、第１の動きベクトルと第２の
動きベクトルで、誤差量の少なくなる方を選択する動き
補償符号化装置である。
【００１１】また、前記誤差量の補正において、画像間
予測符号化での発生符号量が目標値より大きな場合は補
正の程度を大きく、発生符号量が小さな場合は補正の程
度を小さくする動き補償符号化装置である。また、前記
誤差量の補正において、発生符号量が目標値より大きな
場合は量子化ステップ幅を大きく、前記目標値より小さ
い場合は前記量子化ステップ幅を小さく設定し、その出
力を前記画像間予測符号化手段に供給する量子化制御手
段を設け、前記量子化ステップ幅が大きな場合は補正の
程度を大きく、量子化ステップ幅が小さな場合は補正の
程度を小さくするようにした動き補償符号化装置であ
る。
予測符号化での発生符号量が目標値より大きな場合は補
正の程度を大きく、発生符号量が小さな場合は補正の程
度を小さくする動き補償符号化装置である。また、前記
誤差量の補正において、発生符号量が目標値より大きな
場合は量子化ステップ幅を大きく、前記目標値より小さ
い場合は前記量子化ステップ幅を小さく設定し、その出
力を前記画像間予測符号化手段に供給する量子化制御手
段を設け、前記量子化ステップ幅が大きな場合は補正の
程度を大きく、量子化ステップ幅が小さな場合は補正の
程度を小さくするようにした動き補償符号化装置であ
る。
【００１２】一方、動き補償を行ない、その際の動きベ
クトルを符号化する動き補償符号化方法において、入力
画像を用いて符号化対象ブロックに対して推定された第
１の動きベクトルを求め、前記第１の動きベクトルによ
って動き補償画像間予測を行なった場合の第１の画像間
予測誤差量を求め、符号化済みのブロックの動きベクト
ルを用いて符号化対象ブロックに対して予測された第２
の動きベクトルを求め、前記第２の動きベクトルによっ
て動き補償画像間予測を行なった場合の第２の画像間予
測誤差量を求め、前記第１の画像間予測誤差量に対して
前記第２の画像間予測誤差量が小さな値になる方向で、
いずれかの画像間予測誤差量を補正し、前記第１の画像
間予測誤差量と第２の画像間予測誤差量とを比較し、前
記第１の動きベクトルと第２の動きベクトルで、補正後
の誤差量が少なくなる方を選択し、前記選択された動き
ベクトルを用いて、動き補償画像間予測を行ない、予測
残差を符号化すると共に前記選択された動きベクトルを
符号化するようにした動き補償符号化方法である。一
方、動き補償を行ない、その際の動きベクトルを符号化
する動き補償符号化方法において、入力画像を用いて符
号化対象ブロックに対して推定された第１の動きベクト
ルを求め、前記第１の動きベクトルによって動き補償画
像間予測を行なった場合の第１の画像間予測誤差量を求
め、符号化済みのブロックの動きベクトルを用いて符号
化対象ブロックに対して予測された第２の動きベクトル
を求め、前記第２の動きベクトルによって動き補償画像
間予測を行なった場合の第２の画像間予測誤差量を求
め、前記第１の画像間予測誤差量に対して前記第２の画
像間予測誤差量が小さな値になる方向で、前記いずれか
の画像間予測誤差量を補正し、前記第１の画像間予測誤
差量と前記第２の画像間予測誤差量とを比較し、前記第
１の動きベクトルと第２の動きベクトルで、補正後の誤
差量が少なくなる方を選択し、前記選択された動きベク
トルを用いて、動き補償画像間予測を行ない、予測残差
を符号化すると共に前記選択された動きベクトルを符号
化するようにした動き補償符号化方法により処理され
た、前記選択された動きベクトルを符号化した出力と前
記予測残差を符号化した出力とを少なくとも多重化して
符号化記録媒体に記録する記録媒体への記録方法であ
る。
クトルを符号化する動き補償符号化方法において、入力
画像を用いて符号化対象ブロックに対して推定された第
１の動きベクトルを求め、前記第１の動きベクトルによ
って動き補償画像間予測を行なった場合の第１の画像間
予測誤差量を求め、符号化済みのブロックの動きベクト
ルを用いて符号化対象ブロックに対して予測された第２
の動きベクトルを求め、前記第２の動きベクトルによっ
て動き補償画像間予測を行なった場合の第２の画像間予
測誤差量を求め、前記第１の画像間予測誤差量に対して
前記第２の画像間予測誤差量が小さな値になる方向で、
いずれかの画像間予測誤差量を補正し、前記第１の画像
間予測誤差量と第２の画像間予測誤差量とを比較し、前
記第１の動きベクトルと第２の動きベクトルで、補正後
の誤差量が少なくなる方を選択し、前記選択された動き
ベクトルを用いて、動き補償画像間予測を行ない、予測
残差を符号化すると共に前記選択された動きベクトルを
符号化するようにした動き補償符号化方法である。一
方、動き補償を行ない、その際の動きベクトルを符号化
する動き補償符号化方法において、入力画像を用いて符
号化対象ブロックに対して推定された第１の動きベクト
ルを求め、前記第１の動きベクトルによって動き補償画
像間予測を行なった場合の第１の画像間予測誤差量を求
め、符号化済みのブロックの動きベクトルを用いて符号
化対象ブロックに対して予測された第２の動きベクトル
を求め、前記第２の動きベクトルによって動き補償画像
間予測を行なった場合の第２の画像間予測誤差量を求
め、前記第１の画像間予測誤差量に対して前記第２の画
像間予測誤差量が小さな値になる方向で、前記いずれか
の画像間予測誤差量を補正し、前記第１の画像間予測誤
差量と前記第２の画像間予測誤差量とを比較し、前記第
１の動きベクトルと第２の動きベクトルで、補正後の誤
差量が少なくなる方を選択し、前記選択された動きベク
トルを用いて、動き補償画像間予測を行ない、予測残差
を符号化すると共に前記選択された動きベクトルを符号
化するようにした動き補償符号化方法により処理され
た、前記選択された動きベクトルを符号化した出力と前
記予測残差を符号化した出力とを少なくとも多重化して
符号化記録媒体に記録する記録媒体への記録方法であ
る。
【００１３】（ 作 用 ） 本発明では、符号化済みの動きベクトルから符号化対象
ブロックの動きベクトルを予測し、動き推定で求められ
た本来の動きベクトルと画像間予測誤差量が大差なけれ
ば、予測の動きベクトルを動き補償に使う。ここで、予
測による動きベクトルは動きベクトル情報の可変長符号
化において短い符号が割り当てられているので、予測に
よる動きベクトルを用いると動きベクトルの符号量は少
なくなる。
ブロックの動きベクトルを予測し、動き推定で求められ
た本来の動きベクトルと画像間予測誤差量が大差なけれ
ば、予測の動きベクトルを動き補償に使う。ここで、予
測による動きベクトルは動きベクトル情報の可変長符号
化において短い符号が割り当てられているので、予測に
よる動きベクトルを用いると動きベクトルの符号量は少
なくなる。
【００１４】動き補償画像間予測の予測誤差量は本来の
動き推定により得られた動きベクトルの場合が一般に最
も少ないが、予測による動きベクトルと動き推定により
得られた動きベクトルで予測誤差量に差が少ない場合
は、予測による動きベクトルを用いても、予測残差の符
号量の増加は僅かである。一方、前記画像間予測残差の
差をどこまで許容するかによって、予測による動きベク
トルが採択される割合が変わるので、ＭＶの発生符号量
が制御出来る。
動き推定により得られた動きベクトルの場合が一般に最
も少ないが、予測による動きベクトルと動き推定により
得られた動きベクトルで予測誤差量に差が少ない場合
は、予測による動きベクトルを用いても、予測残差の符
号量の増加は僅かである。一方、前記画像間予測残差の
差をどこまで許容するかによって、予測による動きベク
トルが採択される割合が変わるので、ＭＶの発生符号量
が制御出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】＜動き補償符号化装置１＞ 本発明の動き補償符号化装置の第１の実施例について以
下に説明する。図１は、その構成を示したもので、図５
の従来例と同一構成要素には同一付番を記してある。図
１には、図５と比較して誤差量検出器１６、１９、誤差
量比較器１７、誤差量補正器１８、ＭＶ選択スイッチ１
４、ＭＶ予測器２０がある。また画像メモリ９の動作が
多少異なる。
下に説明する。図１は、その構成を示したもので、図５
の従来例と同一構成要素には同一付番を記してある。図
１には、図５と比較して誤差量検出器１６、１９、誤差
量比較器１７、誤差量補正器１８、ＭＶ選択スイッチ１
４、ＭＶ予測器２０がある。また画像メモリ９の動作が
多少異なる。
【００１６】実施例において、従来例と異なるのは動き
ベクトルの判定方法であり、動き補償画像間予測符号化
の主たる処理は従来例と同じである。従って、図１で画
像入力端子１、減算器２、ＤＣＴ（３）、量子化器４、
可変長符号化器５、多重化器６、符号出力端子７、逆量
子化器１２、逆ＤＣＴ（１１）、加算器１０の動作は従
来例と同じである。
ベクトルの判定方法であり、動き補償画像間予測符号化
の主たる処理は従来例と同じである。従って、図１で画
像入力端子１、減算器２、ＤＣＴ（３）、量子化器４、
可変長符号化器５、多重化器６、符号出力端子７、逆量
子化器１２、逆ＤＣＴ（１１）、加算器１０の動作は従
来例と同じである。
【００１７】本発明の特徴となる動きベクトル判定処理
について説明する。動き推定器１５により従来例と同様
にブロック毎に推定動きベクトル（ＭＶｅ）が求めら
れ、誤差量検出器１６とＭＶ切換えスイッチ１４に与え
られる。一方、ＭＶ予測器２０では、入力された過去の
ＭＶ情報から符号化処理対象となっているブロックのＭ
Ｖを予測し、予測動きベクトル（ＭＶｐ）が求められ
る。最も簡易な予測方法としては直前に得られた隣のブ
ロックのＭＶをそのままＭＶｐとする。ＭＶｐは誤差量
検出器１９とＭＶ切換えスイッチ１４とに与えられる。
これらの様子を図２に示すが、推定ＭＶと予測ＭＶは通
常類似したものである場合が多い。
について説明する。動き推定器１５により従来例と同様
にブロック毎に推定動きベクトル（ＭＶｅ）が求めら
れ、誤差量検出器１６とＭＶ切換えスイッチ１４に与え
られる。一方、ＭＶ予測器２０では、入力された過去の
ＭＶ情報から符号化処理対象となっているブロックのＭ
Ｖを予測し、予測動きベクトル（ＭＶｐ）が求められ
る。最も簡易な予測方法としては直前に得られた隣のブ
ロックのＭＶをそのままＭＶｐとする。ＭＶｐは誤差量
検出器１９とＭＶ切換えスイッチ１４とに与えられる。
これらの様子を図２に示すが、推定ＭＶと予測ＭＶは通
常類似したものである場合が多い。
【００１８】誤差量検出器１６、１９は与えられたＭＶ
に従って、画像メモリ９から与えられる参照画像を実際
に動き補償し、入力画像との画像間予測残差を得る。Ｍ
Ｖｅの画像間予測残差ＡＥｅが誤差量検出器１６から誤
差量比較器１７に与えられる。一方、ＭＶｐの画像間予
測残差ＡＥｐは、誤差量検出器１９から補正器１８でｋ
ｐ倍された後に誤差量比較器１７に与えられる。ｋｐの
値は０．９程度である。
に従って、画像メモリ９から与えられる参照画像を実際
に動き補償し、入力画像との画像間予測残差を得る。Ｍ
Ｖｅの画像間予測残差ＡＥｅが誤差量検出器１６から誤
差量比較器１７に与えられる。一方、ＭＶｐの画像間予
測残差ＡＥｐは、誤差量検出器１９から補正器１８でｋ
ｐ倍された後に誤差量比較器１７に与えられる。ｋｐの
値は０．９程度である。
【００１９】誤差量比較器１７はＡＥｅとｋｐ倍された
ＡＥｐの大きさを比較し、誤差量が少ない方の情報をＭ
Ｖ選択スイッチ１４に与え、ＭＶ選択スイッチ１４はそ
れに従ってＭＶを選択する。ＡＥｅ＜ｋｐ・ＡＥｐなら
推定動きベクトル（ＭＶｅ）を選択し、ＡＥｅ＞ｋｐ・
ＡＥｐなら予測動きベクトル（ＭＶｐ）を選択する。
ＡＥｐの大きさを比較し、誤差量が少ない方の情報をＭ
Ｖ選択スイッチ１４に与え、ＭＶ選択スイッチ１４はそ
れに従ってＭＶを選択する。ＡＥｅ＜ｋｐ・ＡＥｐなら
推定動きベクトル（ＭＶｅ）を選択し、ＡＥｅ＞ｋｐ・
ＡＥｐなら予測動きベクトル（ＭＶｐ）を選択する。
【００２０】この様にして選択されたＭＶは動き補償器
８で用いられると共に、ＭＶ符号化器１３及びＭＶ予測
器２０に与えられる。ＭＶ符号化器１３はＭＶ予測器２
０と同様に予測ＭＶを求め、与えられたＭＶとの差分を
とる。差分に対して可変長符号を割り当てるが、予測Ｍ
Ｖが選択され差分が０になる場合に最も符号が短くなる
ようにする。ここで、ＭＶの予測が最も簡易なものの場
合は、ＭＶ符号化器１３の動作は従来例と同じになる。
８で用いられると共に、ＭＶ符号化器１３及びＭＶ予測
器２０に与えられる。ＭＶ符号化器１３はＭＶ予測器２
０と同様に予測ＭＶを求め、与えられたＭＶとの差分を
とる。差分に対して可変長符号を割り当てるが、予測Ｍ
Ｖが選択され差分が０になる場合に最も符号が短くなる
ようにする。ここで、ＭＶの予測が最も簡易なものの場
合は、ＭＶ符号化器１３の動作は従来例と同じになる。
【００２１】次に個々の構成の動作について、より具体
的に説明する。ＭＶ予測器２０でのＭＶ予測の方法は、
図４に示されているように、Ａ，Ｂ，Ｃを符号化済みＭ
Ｖとし、Ｘを動きベクトル予測値とすると、横隣接のブ
ロックのＭＶをそのまま用いてＸ＝Ｂとする他、横２ブ
ロック分のＭＶを用いてＸ＝２Ｂ−Ａとする傾斜予測の
場合がある。また、横隣接ブロックのＭＶと縦隣接ブロ
ックのＭＶから適切な方を選択し、Ｘ＝ＢまたはＸ＝Ｃ
とする適応予測などの方法もある。何れかの予測方法を
採用するが、どの予測方法を採用さるかは本発明の特徴
動作及び効果には直接関係しない。
的に説明する。ＭＶ予測器２０でのＭＶ予測の方法は、
図４に示されているように、Ａ，Ｂ，Ｃを符号化済みＭ
Ｖとし、Ｘを動きベクトル予測値とすると、横隣接のブ
ロックのＭＶをそのまま用いてＸ＝Ｂとする他、横２ブ
ロック分のＭＶを用いてＸ＝２Ｂ−Ａとする傾斜予測の
場合がある。また、横隣接ブロックのＭＶと縦隣接ブロ
ックのＭＶから適切な方を選択し、Ｘ＝ＢまたはＸ＝Ｃ
とする適応予測などの方法もある。何れかの予測方法を
採用するが、どの予測方法を採用さるかは本発明の特徴
動作及び効果には直接関係しない。
【００２２】誤差量の補正は前記のＡＥｐにｋｐを乗じ
る手法の他に、画素当たり１乃至２程度の値ｍｐを減算
する方法もある。乗算と減算の両方を行なってもよい。
また、ＡＥｐを補正する代わりに、ＡＥｅに１．１程度
の値を乗じたり、ｍｐを加算しても同じである。いずれ
にせよ、ＡＥｐをＡＥｅより少なくする方向に補正す
る。
る手法の他に、画素当たり１乃至２程度の値ｍｐを減算
する方法もある。乗算と減算の両方を行なってもよい。
また、ＡＥｐを補正する代わりに、ＡＥｅに１．１程度
の値を乗じたり、ｍｐを加算しても同じである。いずれ
にせよ、ＡＥｐをＡＥｅより少なくする方向に補正す
る。
【００２３】誤差量検出器１６、１９では一般的には動
き補償画像間予測残差を、絶対値化または二乗して１ブ
ロック分累積し誤差量とする。より高度な誤差検出では
ＤＣＴ（３）、量子化４、可変長符号化５と同じ処理を
実際に行ない、ブロックでの発生符号量を求め、その符
号量を画像間予測誤差量として評価に用いる。符号量に
よる評価の方がより正確であるが、処理量はかなり多く
なる。
き補償画像間予測残差を、絶対値化または二乗して１ブ
ロック分累積し誤差量とする。より高度な誤差検出では
ＤＣＴ（３）、量子化４、可変長符号化５と同じ処理を
実際に行ない、ブロックでの発生符号量を求め、その符
号量を画像間予測誤差量として評価に用いる。符号量に
よる評価の方がより正確であるが、処理量はかなり多く
なる。
【００２４】＜動き補償符号化装置２＞ 本発明の動き補償符号化装置の第２の実施例について説
明する。図３は、その構成を示したもので、図１の第１
の実施例と同一構成要素には同一番号を記してある。図
３には、図１と比較して量子化制御器３１、符号量計数
器３２、３４、補正制御器３３がある。また誤差量補正
器１８の動作が異なる。
明する。図３は、その構成を示したもので、図１の第１
の実施例と同一構成要素には同一番号を記してある。図
３には、図１と比較して量子化制御器３１、符号量計数
器３２、３４、補正制御器３３がある。また誤差量補正
器１８の動作が異なる。
【００２５】符号量計数器３２は全体の発生符号量を観
測し、その情報を量子化制御器３１に与える。量子化制
御器３１は発生符号量に応じた量子化ステップ幅を設定
し、その情報を量子化器４と補正制御器３３とに与え
る。ここで、量子化ステップ幅は発生符号量が目標値よ
り多く、符号量を抑圧する必要がある場合に粗く（大き
く）、発生符号量が少ない場合に細かく（小さく）され
る。この様な量子化制御は一般的なものである。
測し、その情報を量子化制御器３１に与える。量子化制
御器３１は発生符号量に応じた量子化ステップ幅を設定
し、その情報を量子化器４と補正制御器３３とに与え
る。ここで、量子化ステップ幅は発生符号量が目標値よ
り多く、符号量を抑圧する必要がある場合に粗く（大き
く）、発生符号量が少ない場合に細かく（小さく）され
る。この様な量子化制御は一般的なものである。
【００２６】一方、ＭＶ符号化符号量計数器３４はＭＶ
符号の発生量を観測し、その情報を補正制御器３３に与
える。補正制御器３３はＭＶ符号量に従ってｋｐやｍｐ
の値を変更し、誤差量補正器１８に与える。誤差量検出
器１６、１９は与えられたＭＶに従って、画像メモリ９
から与えられる参照画像を実際に動き補償し、入力画像
との画像間予測残差を得る。ＭＶｅの画像間予測残差Ａ
Ｅｅが誤差量検出器１６から誤差量比較器１７に与えら
れる。一方、ＭＶｐの画像間予測残差ＡＥｐは、誤差量
検出器１９から補正器１８でｋｐ倍された後に誤差量比
較器１７に与えられる。誤差量比較器１７はＡＥｅとｋ
ｐ倍されたＡＥｐの大きさを比較し、誤差量が少ない方
の情報をＭＶ選択スイッチ１４に与え、ＭＶ選択スイッ
チ１４はそれに従ってＭＶを選択する。制御はＭＶ符号
量が多く、符号量を抑圧する必要がある場合は、乗算係
数ｋｐは小さく減算係数ｍｐは大きくするように行なわ
れる。これにより、補正でＡＥｐの値が小さくなるの
で、ＭＶｐが選択されやすくなり、ＭＶの符号量は減少
する。
符号の発生量を観測し、その情報を補正制御器３３に与
える。補正制御器３３はＭＶ符号量に従ってｋｐやｍｐ
の値を変更し、誤差量補正器１８に与える。誤差量検出
器１６、１９は与えられたＭＶに従って、画像メモリ９
から与えられる参照画像を実際に動き補償し、入力画像
との画像間予測残差を得る。ＭＶｅの画像間予測残差Ａ
Ｅｅが誤差量検出器１６から誤差量比較器１７に与えら
れる。一方、ＭＶｐの画像間予測残差ＡＥｐは、誤差量
検出器１９から補正器１８でｋｐ倍された後に誤差量比
較器１７に与えられる。誤差量比較器１７はＡＥｅとｋ
ｐ倍されたＡＥｐの大きさを比較し、誤差量が少ない方
の情報をＭＶ選択スイッチ１４に与え、ＭＶ選択スイッ
チ１４はそれに従ってＭＶを選択する。制御はＭＶ符号
量が多く、符号量を抑圧する必要がある場合は、乗算係
数ｋｐは小さく減算係数ｍｐは大きくするように行なわ
れる。これにより、補正でＡＥｐの値が小さくなるの
で、ＭＶｐが選択されやすくなり、ＭＶの符号量は減少
する。
【００２７】次に量子化ステップ幅による制御について
説明する。画像間予測誤差成分（ＤＣＴ係数）の符号量
は、量子化により変化する。量子化が細かな場合は僅か
な誤差量の差でも大きな符号量の差になる。従って量子
化が細かな（小さい）場合はｋｐは１に近くし、ｍｐは
小さくする。なお、誤差量の評価に発生符号量を用いる
場合は、符号量を求める際の量子化ステップ幅を実際の
量子化に合わせることで、この様な制御が行なわれる。
説明する。画像間予測誤差成分（ＤＣＴ係数）の符号量
は、量子化により変化する。量子化が細かな場合は僅か
な誤差量の差でも大きな符号量の差になる。従って量子
化が細かな（小さい）場合はｋｐは１に近くし、ｍｐは
小さくする。なお、誤差量の評価に発生符号量を用いる
場合は、符号量を求める際の量子化ステップ幅を実際の
量子化に合わせることで、この様な制御が行なわれる。
【００２８】＜符号化記録媒体＞ 図１や図３の符号化装置で得られた画像に関する符号列
と、音声や制御情報の符号列を、ＭＰＥＧシステム規格
などの手法で多重化し、得られた符号列に誤り訂正符号
を付加し、変調後媒体に記録することで、符号化効率の
改善された画像情報記録媒体が得られる。なお、読み出
し専用の符号化媒体の場合には、スタンパなどにより高
速に記録される。
と、音声や制御情報の符号列を、ＭＰＥＧシステム規格
などの手法で多重化し、得られた符号列に誤り訂正符号
を付加し、変調後媒体に記録することで、符号化効率の
改善された画像情報記録媒体が得られる。なお、読み出
し専用の符号化媒体の場合には、スタンパなどにより高
速に記録される。
【００２９】＜動き補償復号化装置＞ 図１や図３の符号化装置に対応する復号化装置は基本的
には図６の従来例のものでよい。ただし、ＭＶ符号化器
１３の処理内容をＭＶ予測に合わせて変更した場合は、
ＭＶ復号化器６５の復号処理はそれに対応したものにす
る必要がある。
には図６の従来例のものでよい。ただし、ＭＶ符号化器
１３の処理内容をＭＶ予測に合わせて変更した場合は、
ＭＶ復号化器６５の復号処理はそれに対応したものにす
る必要がある。
【００３０】
【発明の効果】本発明は、符号化済みのブロックの動き
ベクトルから符号化対象ブロックの動きベクトルを予測
し、動き推定で求められた本来の動きベクトルと画像間
予測誤差量が大差なければ、予測の動きベクトルを動き
補償に使うことで、動きベクトル情報の可変長符号化で
の発生符号量を少なく出来る。
ベクトルから符号化対象ブロックの動きベクトルを予測
し、動き推定で求められた本来の動きベクトルと画像間
予測誤差量が大差なければ、予測の動きベクトルを動き
補償に使うことで、動きベクトル情報の可変長符号化で
の発生符号量を少なく出来る。
【００３１】一方、それぞれの動きベクトルで予測誤差
量に差が少ない場合のみ予測による動きベクトルを用い
るので、予測残差の符号量の増加は僅かであり、動きベ
クトルの符号量の削減量の方が多いので、総合的な符号
量削減が可能になる。
量に差が少ない場合のみ予測による動きベクトルを用い
るので、予測残差の符号量の増加は僅かであり、動きベ
クトルの符号量の削減量の方が多いので、総合的な符号
量削減が可能になる。
【００３２】一方、前記画像間予測残差の差をどこまで
許容するかによって、予測による動きベクトルが採択さ
れる割合が変えられ、発生符号量を制御することが可能
になる。動きベクトルの符号量が多くなっている場合
は、画像間予測残差の差がある程度大きくなっても予測
の方を採択することで、動きベクトルの発生符号量を抑
圧出来る。
許容するかによって、予測による動きベクトルが採択さ
れる割合が変えられ、発生符号量を制御することが可能
になる。動きベクトルの符号量が多くなっている場合
は、画像間予測残差の差がある程度大きくなっても予測
の方を採択することで、動きベクトルの発生符号量を抑
圧出来る。
【図１】本発明の第１の実施例の動き補償符号化装置の
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
【図２】本発明の実施例の動きベクトルの様子を示す図
である。
である。
【図３】本発明の第２の実施例の動き補償符号化装置の
構成例を示す図である。
構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施例の動きベクトルの予測方法を示
す図である。
す図である。
【図５】従来例の動き補償符号化装置の構成例を示す図
である。
である。
【図６】従来例の動き補償復号化装置の構成例を示す図
である。
である。
１ 画像入力端子 ２ 減算器 ３ ＤＣＴ ４ 量子化器 ５ 可変長符号化器 ６ 多重化器 ７ 符号出力端子 ８ 動き補償器 ９，５１ 画像メモリ １０ 加算器 １１ 逆ＤＣＴ １２ 逆量子化器 １３ ＭＶ符号化器 １４ ＭＶスイッチ １５ 動き推定器 １６，１９ 誤差量検出器 １７ 誤差量比較器１８ 補正器 ２０ ＭＶ予測器 ３１ 量子化制御器 ３２，３４ 符号量計数器 ３３ 補正制御器 ６１ 符号入力端子 ６２ 多重分離器 ６３ 可変長復号化器 ６４ 画像出力端子 ６５ ＭＶ復号化器Ａ，Ｂ，Ｃ 符号化済みＭＶ（動きベクトル） ＭＶ 動きベクトル ＭＶｅ 推定動きベクトル ＭＶｐ 予測動きベクトル Ｘ 動きベクトル予測値
Claims (5)
- 【請求項１】動き補償を行ない、その際の動きベクトル
を符号化する動き補償符号化装置において、 入力画像を用いて符号化対象ブロックに対して推定され
た第１の動きベクトルを求める動きベクトル検出手段
と、 前記第１の動きベクトルによって動き補償画像間予測を
行なった場合の第１の画像間予測誤差量を求める第１の
誤差量検出手段と、 符号化済みのブロックの動きベクトルを用いて符号化対
象ブロックに対して予測された第２の動きベクトルを求
める動きベクトル予測手段と、 前記第２の動きベクトルによって動き補償画像間予測を
行なった場合の第２の画像間予測誤差量を求める第２の
誤差量検出手段と、前記第１の画像間予測誤差量に対して前記第２の画像間
予測誤差量が小さな値になる方向で、前記いずれかの画
像間予測誤差量を補正し、 前記第１の画像間予測誤差量
と前記第２の画像間予測誤差量とを比較し、前記第１の
動きベクトルと第２の動きベクトルで、補正後の誤差量
が少なくなる方を選択する選択手段と、 前記選択手段で選択された動きベクトルを用いて、動き
補償画像間予測を行ない、予測残差を符号化する画像間
予測符号化手段と を有する構成としたことを特徴とする
動き補償符号化装置。 - 【請求項２】請求項１に記載された動き補償符号化装置
において、前記誤差量を補正する場合に、前記画像間予
測符号化手段での発生符号量が目標値より大きな場合は
補正の程度を大きく、前記発生符号量が目標値より小さ
な場合は補正の程度を小さくするようにしたことを特徴
とする動き補償符号化装置。 - 【請求項３】請求項１に記載された動き補償符号化装置
において、 前記誤差量を補正する場合に、前記画像間予測符号化手
段での発生符号量が目標値より大きな場合は量子化ステ
ップ幅を大きく、前記目標値より小さい場合は前記量子
化ステップ幅を小さく設定して、その出力を前記画像間
予測符号化手段に供給する量子化制御手段を設け、前記
量子化ステップ幅が大きな場合は補正の程度を大きく、
前記量子化ステップ幅が小さな場合は補正の程度を小さ
くするようにしたことを特徴とする動き補償符号化装
置。 - 【請求項４】動き補償を行ない、その際の動きベクトル
を符号化する動き補償符号化方法において、 入力画像を用いて符号化対象ブロックに対して推定され
た第１の動きベクトルを求め、前記第１の動きベクトル
によって動き補償画像間予測を行なった場合の第１の画
像間予測誤差量を求め、符号化済みのブロックの動きベ
クトルを用いて符号化対象ブロックに対して予測された
第２の動きベクトルを求め、前記第２の動きベクトルに
よって動き補償画像間予測を行なった場合の第２の画像
間予測誤差量を求め、前記第１の画像間予測誤差量に対
して前記第２の画像間予測誤差量が小さな値になる方向
で、前記いずれかの画像間予測誤差量を補正し、前記第
１の画像間予測誤差量と前記第２の画像間予測誤差量と
を比較し、前記第１の動きベクトルと第２の動きベクト
ルで、補正後の誤差量が少なくなる方を選択し、前記選
択された動きベクトルを用いて、動き補償画像間予測を
行ない、予測残差を符号化すると共に前記選択された動
きベクトルを符号化するようにしたことを特徴とする動
き補償符号化方法。 - 【請求項５】動き補償を行ない、その際の動きベクトル
を符号化する動き補償符号化方法において、入力画像を
用いて符号化対象ブロックに対して推定された第１の動
きベクトルを求め、前記第１の動きベクトルによって動
き補償画像間予測を行なった場合の第１の画像間予測誤
差量を求め、符号化済みのブロックの動きベクトルを用
いて符号化対象ブロックに対して予測された第２の動き
ベクトルを求め、前記第２の動きベクトルによって動き
補償画像間予測を行なった場合の第２の画像間 予測誤差
量を求め、前記第１の画像間予測誤差量に対して前記第
２の画像間予測誤差量が小さな値になる方向で、前記い
ずれかの画像間予測誤差量を補正し、前記第１の画像間
予測誤差量と前記第２の画像間予測誤差量とを比較し、
前記第１の動きベクトルと第２の動きベクトルで、補正
後の誤差量が少なくなる方を選択し、前記選択された動
きベクトルを用いて、動き補償画像間予測を行ない、予
測残差を符号化すると共に前記選択された動きベクトル
を符号化するようにした動き補償符号化方法により処理
された、前記選択された動きベクトルを符号化した出力
と前記予測残差を符号化した出力とを少なくとも多重化
して符号化記録媒体に記録することを特徴とした記録媒
体への記録方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12302697A JP3351705B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 動き補償符号化装置、動き補償符号化方法、及び記録媒体への記録方法 |
| CN98104314A CN1120631C (zh) | 1997-04-25 | 1998-01-25 | 运动补偿编码设备及方法,运动补偿设备 |
| EP19980107460 EP0874526B1 (en) | 1997-04-25 | 1998-04-23 | Motion compensation encoding apparatus and motion compensation encoding method for high-efficiency encoding of video information through selective use of previously derived motion vectors in place of motion vectors derived from motion estimation |
| DE1998625811 DE69825811T2 (de) | 1997-04-25 | 1998-04-23 | Kodiergerät und Kodierverfahren mit Bewegungskompensation für hocheffiziente Videokodierung durch selektive Auswahl von vergangenen Bewegungsvektoren statt Benutzung von Bewegungsvektoren abgeleitet von Bewegungsschätzung |
| US09/065,365 US6141381A (en) | 1997-04-25 | 1998-04-23 | Motion compensation encoding apparatus and motion compensation encoding method for high-efficiency encoding of video information through selective use of previously derived motion vectors in place of motion vectors derived from motion estimation |
| KR1019980014863A KR100285174B1 (ko) | 1997-04-25 | 1998-04-25 | 움직임 보상 부호화 방법과 움직임 보상부호화장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12302697A JP3351705B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 動き補償符号化装置、動き補償符号化方法、及び記録媒体への記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10304383A JPH10304383A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3351705B2 true JP3351705B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=14850388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12302697A Expired - Lifetime JP3351705B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 動き補償符号化装置、動き補償符号化方法、及び記録媒体への記録方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6141381A (ja) |
| EP (1) | EP0874526B1 (ja) |
| JP (1) | JP3351705B2 (ja) |
| KR (1) | KR100285174B1 (ja) |
| CN (1) | CN1120631C (ja) |
| DE (1) | DE69825811T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| ATE241887T1 (de) | 1999-08-11 | 2003-06-15 | Nokia Corp | Adaptive bewegungsvektorfeldkodierung |
| US6735249B1 (en) | 1999-08-11 | 2004-05-11 | Nokia Corporation | Apparatus, and associated method, for forming a compressed motion vector field utilizing predictive motion coding |
| US6671319B1 (en) * | 1999-12-28 | 2003-12-30 | Sony Corporation | Methods and apparatus for motion estimation using neighboring macroblocks |
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| US6873655B2 (en) | 2001-01-09 | 2005-03-29 | Thomson Licensing A.A. | Codec system and method for spatially scalable video data |
| GB2374479B (en) * | 2001-04-12 | 2005-05-04 | Snell & Wilcox Ltd | Video signal processing |
| CN1606882A (zh) * | 2001-12-20 | 2005-04-13 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 数字图像处理***中运动矢量的调节 |
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| KR100956910B1 (ko) | 2002-07-02 | 2010-05-11 | 파나소닉 주식회사 | 움직임 벡터 도출 방법, 동화상 부호화 방법, 및 동화상복호화 방법 |
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