JPH05130590A - Motion compensation and prediction system for moving picture - Google Patents
Motion compensation and prediction system for moving pictureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】動画像信号の符号化における動き
補償予測方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion compensation prediction method for encoding a moving image signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】テレビ会議などの動画像通信やＣＤ−Ｒ
ＯＭなどへの動画像蓄積を目的とした動画像の高能率符
号化方式においてはフレームあるいはフィールドの画面
で、各画面を例えば１６画素ｘ１６ラインのブロックに
分割して面内符号化、あるいは動き補償による参照画面
と現画面の差分を符号化する面間符号化、を用いて高能
率符号化を行っている。2. Description of the Related Art Moving image communication such as video conference and CD-R
In the high-efficiency coding method of moving images for the purpose of storing moving images in OM or the like, in a frame or field screen, each screen is divided into blocks of, for example, 16 pixels × 16 lines, and in-plane coding or motion compensation is performed. The high-efficiency coding is performed by using the inter-plane coding that codes the difference between the reference screen and the current screen.
【０００３】図７に一般的な符号化器の構成を示す。こ
こで、６１は減算器であり、入力画面Ｘ１と予測画面Ｘ
２の差分を求めて予測誤差画面Ｘ３を生ずる。６２は離
散コサイン変換（ＤＣＴ）器、６３は量子化器、６４は
逆量子化器、６５は逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）
器、６６は加算器でＩＤＣＴによって復元された予測誤
差画面Ｘ５と予測画面Ｘ２を加算して局部復号画面Ｘ６
を発生する。予測画面についてはフレームメモリ６７に
格納された参照画面に対する入力画面の動き量を動き補
償器６８で求め、得られた動き量に対する参照画面を予
測画面として用いる。FIG. 7 shows the configuration of a general encoder. Here, 61 is a subtractor, and the input screen X1 and the prediction screen X
The difference of 2 is obtained to generate the prediction error screen X3. 62 is a discrete cosine transform (DCT) device, 63 is a quantizer, 64 is an inverse quantizer, and 65 is an inverse discrete cosine transform (IDCT).
A reference numeral 66 is an adder, which adds a prediction error screen X5 and a prediction screen X2 restored by the IDCT to add a local decoding screen X6.
To occur. Regarding the prediction screen, the motion compensator 68 obtains the motion amount of the input screen with respect to the reference screen stored in the frame memory 67, and the reference screen corresponding to the obtained motion amount is used as the prediction screen.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した符号化装置で
は、フレーム画面か、あるいは、フィールド画面いずれ
かの画面を用いて動き検出を行っている。この場合、 （１）フレーム画面のみの場合、加速度的な動きの画像
などに対して、参照する画面が偶数ラインと奇数ライン
で異なるため、動き補償時の予測誤差が大きくなり、符
号化効率が低下する。 （２）フィールド画面のみの場合、等速度的な動きの画
像などの場合、各フィールドの動き量はほとんど同じに
なるため、フレーム画面での動き補償に比べ動きベクト
ル量に関する情報が増加し、その結果符号化効率が低下
する。In the above-described coding device, motion detection is performed using either the frame screen or the field screen. In this case, (1) In the case of the frame screen only, since the screen to be referenced is different between the even line and the odd line for the image of the acceleration motion, the prediction error at the time of motion compensation becomes large, and the coding efficiency is increased. descend. (2) In the case of only the field screen, in the case of an image of constant velocity motion, etc., the motion amount of each field is almost the same, so the information about the motion vector amount increases compared to the motion compensation on the frame screen. As a result, the coding efficiency is reduced.
【０００５】よって、本発明は上述従来方式の欠点であ
る符号化効率および画質について、その向上を図ること
を目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to improve the coding efficiency and image quality, which are the drawbacks of the above-mentioned conventional method.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の特徴は、入力画面と参照画面を用いてブロッ
ク単位で動き検出を行う動画像の動き補償予測方式にお
いて、入力画面および参照画面をフレームブロックに分
解し、該ブロックごとに動きを検出し動きベクトルを求
め、該動き検出からそれぞれのフレーム予測誤差を求
め、さらに前記入力画面および参照画面をフィールドブ
ロックに分解し、該ブロックごとに動きを検出し動きベ
クトルを求め、該動き検出からそれぞれのフィールド予
測誤差を求め、フレーム予測誤差とフィールド予測誤差
を比較した結果により測定誤差を求めるための参照画面
がフレームブロックかフィールドブロックかを予測誤差
が小さくなるようにブロックごとに適応的に選択して符
号化し、該符号化ブロックにいずれを選択したかを示す
選択フラグおよび選択フラグに対応した動きベクトルを
付加して伝送する動画像の動き補償予測方式にある。A feature of the present invention for achieving the above object is to provide a motion-compensated prediction method for a moving image in which motion detection is performed in block units using an input screen and a reference screen. The screen is decomposed into frame blocks, the motion is detected for each block to obtain a motion vector, each frame prediction error is obtained from the motion detection, and the input screen and the reference screen are further decomposed into field blocks. Then, a motion vector is detected to calculate a field prediction error from the motion detection, and whether a reference screen for determining a measurement error based on a result of comparing the frame prediction error and the field prediction error is a frame block or a field block is determined. Each block is adaptively selected and coded so that the prediction error becomes small. Tsu is either in the motion compensation prediction system of the video to be transmitted by adding the motion vector corresponding to the selected flag and selection flag indicating selected to click.
【０００７】[0007]
【作用】本発明によると、入力画面をフレームブロック
とフィールドブロックに分解し、ブロック単位でフレー
ムブロックとフィールドブロックに対してそれぞれ動き
検出を行い、動き検出後のフレームブロックとフィール
ドブロックの予測誤差信号を比較し、比較結果をもとに
フレーム動き補償かフィールド動き補償かを決定し、動
きベクトルを選択し選択のフラグおよび動きベクトルを
出力する。According to the present invention, the input screen is decomposed into frame blocks and field blocks, motion detection is performed for each of the frame blocks and field blocks in block units, and the prediction error signal of the frame blocks and field blocks after motion detection. And the frame motion compensation or the field motion compensation is determined based on the comparison result, the motion vector is selected, and the selection flag and the motion vector are output.
【０００８】本発明ではフレーム信号とフィールド信号
の動き検出を適応的に用いることによって従来フレーム
信号のみの動き検出やフィールド信号のみの動き検出に
おける符号化効率の低下を防ぎ、画質の向上および伝送
情報量の削減を実現することが可能である。従って、テ
レビ会議などの動画像通信やＣＤ−ＲＯＭなどへの動画
像蓄積を目的とした動画像の高能率符号化方式のすべて
に応用が可能である。According to the present invention, by using the motion detection of the frame signal and the field signal adaptively, it is possible to prevent the deterioration of the coding efficiency in the conventional motion detection of only the frame signal and the motion detection of only the field signal, and to improve the image quality and the transmission information. It is possible to achieve a reduction in volume. Therefore, the present invention can be applied to all of the high-efficiency coding methods of moving images for the purpose of moving image communication such as video conferencing and moving image storage in a CD-ROM.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図１の装置
構成図を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the apparatus configuration diagram of FIG.
【００１０】なお、図６は図１の動き補償器を適用した
符号化装置構成図である。FIG. 6 is a block diagram of a coding device to which the motion compensator shown in FIG. 1 is applied.
【００１１】１０は入力画面で、１１は参照画面であ
り、共にフレーム画面である。入力画面１０はフレーム
／フィールド変換器１２でフレームブロックおよびフィ
ールドブロック信号に分解される。また参照画面１１も
フレーム／フィールド変換器１３でフレームブロックと
フィールドブロックに分解される。入力画面１０および
参照画面１１のフレームブロック信号はフレーム動き検
出器１４で動き検出が行われ、動きベクトルＶＲとブロ
ックの予測誤差ＥＲが出力される。また入力画面１０お
よび参照画面１１のフィールドブロック信号については
フィールド動き検出器１５で動き検出が行われ、フィー
ルドブロックの動きベクトルＶＦおよびフィールドブロ
ックの予測誤差のＥＦが出力される。ＥＲとＥＦは比較
器１７で比較され、予測誤差が小さくなるようにブロッ
クごとにいずれかを選択し、いずれを選択したかの信号
として選択フラグＺＭを出力する。選択器１６で比較器
１７の結果をもとに動きベクトルＶＲ、ＶＦの選択が行
われ、動きベクトルＺＶとして出力される。Reference numeral 10 is an input screen, 11 is a reference screen, and both are frame screens. The input screen 10 is decomposed by a frame / field converter 12 into frame block and field block signals. The reference screen 11 is also decomposed into frame blocks and field blocks by the frame / field converter 13. Motion detection is performed on the frame block signals of the input screen 10 and the reference screen 11 by the frame motion detector 14, and the motion vector VR and the prediction error ER of the block are output. Further, with respect to the field block signals of the input screen 10 and the reference screen 11, motion detection is performed by the field motion detector 15, and the motion vector VF of the field block and the prediction error EF of the field block are output. ER and EF are compared by a comparator 17, which is selected for each block so as to reduce the prediction error, and a selection flag ZM is output as a signal of which is selected. The selector 16 selects the motion vectors VR and VF based on the result of the comparator 17, and outputs them as the motion vector ZV.
【００１２】以下に、主要部の詳細な説明を行なう。The main part will be described in detail below.
【００１３】図２（ａ）と図２（ｂ）はそれぞれフレー
ム信号とフィールド信号のブロックデータの構成を示
し、それについて説明する。入力ブロックの大きさにつ
いては、輝度信号は１６画素×１６ライン、２つの色差
信号についてはそれぞれ８画素×１６ラインとし、これ
らをまとめてマクロブロックという。符号化の一連の処
理はこのマクロブロックごとに行う。図２（ａ）のよう
にフレーム信号のブロックでは奇数ラインに奇数フィー
ルドのデータ（○）を、また偶数ラインには偶数フィー
ルドのデータ（×）を有する。フィールド信号ブロック
では図２（ｂ）のように上部８ラインは奇数フィールド
のデータ（○）を有し、下部８ラインは偶数フィールド
のデータ（×）を有す。参照ブロックについては輝度信
号のみを対象とし、ブロックの大きさは検索する範囲は
検索範囲に応じて変化する（例えば、±７画素の場合は
３０画素×３０ラインと）が、フレームブロックおよび
フィールドブロックの構成は入力ブロックの場合と同様
である。FIGS. 2A and 2B show the structure of block data of a frame signal and a field signal, respectively, which will be described. Regarding the size of the input block, the luminance signal is 16 pixels × 16 lines, and the two color difference signals are each 8 pixels × 16 lines, and these are collectively called a macro block. A series of encoding processes is performed for each macroblock. As shown in FIG. 2A, in the block of the frame signal, the odd line has the data of the odd field (◯), and the even line has the data of the even field (×). In the field signal block, as shown in FIG. 2B, the upper 8 lines have odd field data (◯), and the lower 8 lines have even field data (×). For the reference block, only the luminance signal is targeted, and the size of the block is changed depending on the search range (for example, 30 pixels × 30 lines in the case of ± 7 pixels). Is the same as that of the input block.
【００１４】フレーム動き検出器１４に入力されたフレ
ームブロック信号は１６画素×１６ラインの入力ブロッ
ク信号に対して参照ブロックとの予測誤差信号が最小と
なる位置を求め、動きベクトルＶＲと予測誤差ＥＲを出
力する。予測誤差信号としては差分絶対値の累積和ある
いは差分二乗値の累積和などが利用できる。In the frame block signal input to the frame motion detector 14, a position where the prediction error signal with respect to the reference block is the minimum is calculated with respect to the input block signal of 16 pixels × 16 lines, and the motion vector VR and the prediction error ER are obtained. Is output. As the prediction error signal, a cumulative sum of absolute difference values or a cumulative sum of squared difference values can be used.
【００１５】フィールド動き検出器１５に入力されたフ
ィールドブロック信号では各１６画素×８ラインの入力
ブロック信号に対して参照ブロックとの予測誤差信号が
最小となる位置をそれぞれ求める。この場合、動きベク
トルＶＦとしては各フィールドブロックについて求めら
れるため、２つの動きベクトルを出力する。予測誤差信
号ＥＦについては各誤差信号の和を出力する。参照ブロ
ックについては入力ブロック信号が奇数フィールドブロ
ックの場合は奇数フィールドブロックを参照することを
基本とするが、偶数フィールドブロックをも参照ブロッ
クとすることによって精度の高い動き検出が実現でき
る。入力ブロック信号が偶数フィールドブロックの場合
も同様に参照ブロックとして偶数および奇数フィールド
ブロックを用いる。In the field block signal input to the field motion detector 15, the position where the prediction error signal with respect to the reference block is the minimum is obtained for each input block signal of 16 pixels × 8 lines. In this case, since the motion vector VF is obtained for each field block, two motion vectors are output. For the prediction error signal EF, the sum of each error signal is output. Regarding the reference block, it is basically referred to the odd field block when the input block signal is the odd field block, but by using the even field block as the reference block, highly accurate motion detection can be realized. Even when the input block signal is an even field block, even and odd field blocks are similarly used as reference blocks.
【００１６】フレーム動き検出器１４およびフィールド
動き検出器１５における動き検出方法（動きベクトル
量）を図３および図４を用いて以下に説明する。The motion detection method (motion vector amount) in the frame motion detector 14 and the field motion detector 15 will be described below with reference to FIGS. 3 and 4.
【００１７】まず、参照ブロックの位置（以下、初期偏
位という）について説明する。初期偏位は、現在の入力
ブロックの左隣のブロック（以下、前ブロックという）
で得られた動きベクトルＰＶを用いて決定される。ただ
し、入力ブロックが画面の左端の場合はＰＶ＝０であ
る。First, the position of the reference block (hereinafter referred to as the initial deviation) will be described. The initial deviation is the block to the left of the current input block (hereinafter called the previous block).
It is determined using the motion vector PV obtained in. However, PV = 0 when the input block is at the left end of the screen.
【００１８】（Ａ）前ブロックの動きベクトルＰＶがフ
レームブロックによる動きベクトルの場合 図３に一例を示す。図において、入力画面は第３フレー
ム、参照画面は第１フレームで、前ブロックの動きベク
トルは図３（ａ）のようにフレームブロックによる動き
ベクトルＰＶとして得られているものとする。(A) When the motion vector PV of the previous block is a motion vector of a frame block FIG. 3 shows an example. In the figure, it is assumed that the input screen is the third frame, the reference screen is the first frame, and the motion vector of the previous block is obtained as the motion vector PV of the frame block as shown in FIG.
【００１９】１）フレーム動き検出 この場合、現ブロックは第３フレームのフレームブロッ
クで、参照画面は第１フレームのフレームブロックであ
り、前ブロックと同様にフレームからフレームへの予測
であるため、ＰＶをそのまま現ブロックの初期偏位とし
て用いて動き検出を行い、動きベクトルＶＲと予測誤差
ＥＲを出力する。1) Frame motion detection In this case, the current block is the frame block of the third frame, the reference screen is the frame block of the first frame, and since the prediction is from frame to frame as in the previous block, PV Is used as it is as the initial deviation of the current block to detect the motion, and the motion vector VR and the prediction error ER are output.
【００２０】２）フィールド動き検出 この場合、２つの現フィールドブロックそれぞれに対し
て動き検出を行う。前ブロックでの動き量は、フレーム
からフレームへの予測による動き量ＰＶであったのに対
し、フィールド動き検出ではフィールドからフィールド
への予測になるため、現ブロックの初期偏位は参照ブロ
ックと入力ブロックの時間的な距離に応じて決定され
る。今、図３（ｂ）のように、現ブロックが第３フレー
ム内の第５フィールドで、参照フィールドを第１フィー
ルドにした場合はＰＶを初期偏位としてそのまま用い
る。次に参照フィールドを第２フィールドにした場合、
初期偏位としてＰＶｘ３／４を用いて動き検出を行う。
これら２つの参照フィールドそれぞれについて得られた
予測誤差信号を比較して信号の小さい方のフィールドを
参照フィールドとする。次に第６フィールドの現ブロッ
クに対しても同様に参照フィールドを第１フィールドに
した場合と第２フィールドにした場合について初期偏位
をそれぞれ求め、動き検出を行い、予測誤差信号の小さ
い方のフィールドを参照フィールドとする。2) Field motion detection In this case, motion detection is performed for each of the two current field blocks. The motion amount in the previous block is the motion amount PV by the prediction from frame to frame, whereas it is the prediction from field to field in the field motion detection, so the initial deviation of the current block is input as the reference block. It is determined according to the temporal distance of blocks. As shown in FIG. 3B, if the current block is the fifth field in the third frame and the reference field is the first field, PV is used as it is as the initial displacement. Next, if the reference field is the second field,
Motion detection is performed using PVx3 / 4 as the initial displacement.
The prediction error signals obtained for each of these two reference fields are compared and the field with the smaller signal is used as the reference field. Similarly, for the current block of the sixth field, the initial displacement is similarly calculated for the case where the reference field is set to the first field and the case where the reference field is set to the second field, and motion detection is performed. Make the field a reference field.
【００２１】第５および第６フィールドの現ブロックに
対して得られた動きベクトルはＶＦ（ＶＦ１：第５フィ
ールドに対する動きベクトル、ＶＦ２：第６フィールド
に対する動きベクトル）として、またそれぞれのブロッ
クで得られた予測誤差の和をＥＦとして出力する。The motion vector obtained for the current block of the fifth and sixth fields is obtained as VF (VF1: motion vector for the fifth field, VF2: motion vector for the sixth field) and for each block. The sum of the predicted errors is output as EF.
【００２２】（Ｂ）前ブロックの動きベクトルＰＶがフ
ィールドブロックによる動きベクトルの場合 図４に一例を示す。この場合、前ブロックの動きベクト
ルは図４（ａ）のように入力画面が第５フィールドに対
しては第２フィールドを参照画面としてベクトルＰＶ１
が、また入力画面が第６フィールドに対しては第１フィ
ールドを参照画面としてＰＶ２が得られているものとす
る。(B) When the motion vector PV of the previous block is a motion vector of a field block An example is shown in FIG. In this case, the motion vector of the previous block is the vector PV1 using the second field as the reference screen for the fifth field as shown in FIG.
However, if the input screen is the sixth field, PV2 is obtained using the first field as the reference screen.
【００２３】１）フレーム動き検出 この場合、第１フレームから第３フレームへの予測とな
るので、図４（ｂ）のようにＰＶ１を用いてＰＶ１ｘ４
／３を初期偏位として動き検出を行い、動きベクトルＶ
Ｒと予測誤差ＥＲを出力する。1) Frame motion detection In this case, since the first frame is predicted to the third frame, PV1x4 is used by using PV1 as shown in FIG. 4 (b).
/ 3 is used as the initial deviation to detect the motion, and the motion vector V
Output R and prediction error ER.
【００２４】２）フィールド動き検出 この場合、第５フィールドと第６フィールドの現ブロッ
クそれぞれに対して動き検出を行う。まず第５フィール
ドの現ブロックに対しては、第１フィールドを参照画面
とした場合、ＰＶ１ｘ４／３を初期偏位として動き検出
を行う。次に第２フィールドを参照画面とした場合はＰ
Ｖ１をそのまま初期偏位として動き検出を行う。これら
２つの参照フィールドそれぞれについて得られた予測誤
差信号を比較して信号の小さい方のフィールドを参照フ
ィールドとする。同様にして、第６フィールドの現ブロ
ックに対してはＰＶ２をベースにして参照画面を第１フ
ィールドと第２フィールドの場合それぞれについて初期
偏位を求め、動き検出を行う。この場合も２つの参照フ
ィールドそれぞれについて得られた予測誤差信号を比較
して信号の小さい方のフィールドを参照フィールドとす
る。2) Field motion detection In this case, motion detection is performed for each of the current blocks of the fifth field and the sixth field. First, for the current block in the fifth field, when the first field is used as the reference screen, PV1x4 / 3 is used as the initial displacement to perform motion detection. Next, if the second field is the reference screen, P
Motion detection is performed by using V1 as it is as an initial displacement. The prediction error signals obtained for each of these two reference fields are compared and the field with the smaller signal is used as the reference field. Similarly, for the current block of the sixth field, the initial displacement is calculated for each of the first and second fields of the reference screen on the basis of PV2, and motion detection is performed. Also in this case, the prediction error signals obtained for each of the two reference fields are compared and the field with the smaller signal is used as the reference field.
【００２５】第５および第６フィールドの現ブロックに
対して得られた動きベクトルはＶＦ（ＶＦ１：第５フィ
ールドに対する動きベクトル、ＶＦ２：第６フィールド
に対する動きベクトル）として、またそれぞれのブロッ
クで得られた予測誤差の和をＥＦとして出力する。The motion vector obtained for the current block of the fifth and sixth fields is obtained as VF (VF1: motion vector for the fifth field, VF2: motion vector for the sixth field) and for each block. The sum of the predicted errors is output as EF.
【００２６】（Ａ）（Ｂ）いずれの場合も出力されたフ
レーム動き検出およびフィールド動き検出による予測誤
差信号、ＥＲおよびＥＦは図１１７の比較器で比較され
予測誤差信号の小さい方の動き検出を選択し、選択フラ
グＺＭを出力する。In both cases (A) and (B), the prediction error signals, ER and EF, which are output by the frame motion detection and the field motion detection, are compared by the comparator of FIG. 117 and the smaller motion estimation of the prediction error signal is detected. The selection flag ZM is output.
【００２７】動きベクトル量に言及すると、例えば、検
索範囲を±７画素とすると、上述の初期偏位からこの範
囲で動き検出を行うことになり、動きベクトル量も±７
画素以内の動き量となる。Referring to the motion vector amount, for example, if the search range is ± 7 pixels, the motion detection is performed within this range from the above-mentioned initial deviation, and the motion vector amount is also ± 7 pixels.
The amount of movement is within pixels.
【００２８】動き検出精度向上のために補間画素ブロッ
クに対してフレーム動き検出とフィールド動き検出を行
うことが可能である。以下に、それを説明する。In order to improve the accuracy of motion detection, frame motion detection and field motion detection can be performed on the interpolated pixel block. This will be explained below.
【００２９】参照ブロックがフレーム信号の場合、図５
（ａ）のように元の画素信号Ａ, Ｂ, Ｃ, Ｄ, Ｅ, Ｆに
対して、例えば１／２画素精度として上下ライン間や左
右画素間にｐ, ｑ, ｒ, ｓ, ｔ, ｕ, ｖ, ｗ, ｘのよう
な補間信号を作成して補間画素ブロックとすることがで
きる。この場合、上下ライン間の補間信号としては２種
類の信号が作成可能である。まず第１の方法は偶数ライ
ン、奇数ライン混合の補間信号を作成する方法で、ｑ＝
（Ａ＋Ｃ）／２、ｕ＝（Ｃ＋Ｅ）／２... とする。第２
の方法は奇数ラインは奇数ライン間で作成する方法で、
ｑ＝（Ａ＋Ｅ）／２... として用いる。なお左右ライン
間の補間信号についてはｐ＝（Ａ＋Ｂ）／２、ｒ＝（ｑ
＋ｓ）／２... として求めることが可能である。参照ブ
ロックがフィールド信号の場合、ｑ＝（Ａ＋Ｃ）／２、
ｐ＝（Ａ＋Ｂ）／２... のようにして求め、補間信号ブ
ロックを作成する。When the reference block is a frame signal, FIG.
As shown in (a), with respect to the original pixel signals A, B, C, D, E, and F, for example, p, q, r, s, t, Interpolation signals such as u, v, w, and x can be created and used as interpolation pixel blocks. In this case, two types of signals can be created as the interpolation signals between the upper and lower lines. First, the first method is to create an interpolated signal of mixed even lines and odd lines, where q =
(A + C) / 2, u = (C + E) / 2 ... Second
Method is to create odd lines between odd lines,
It is used as q = (A + E) / 2 ... For the interpolation signal between the left and right lines, p = (A + B) / 2, r = (q
+ S) / 2 ... can be obtained. If the reference block is a field signal, q = (A + C) / 2,
p = (A + B) / 2 ... to obtain an interpolation signal block.
【００３０】選択器１６で動きベクトルが選択された
後、動きベクトルに対応する参照ブロックが予測信号と
して用いられるが、輝度信号については動きベクトルは
そのままの値が用いられ、色信号についてはブロックサ
イズが水平方向で輝度の半分であるため、水平方向の動
きベクトルは半分して予測信号を作成する。After the motion vector is selected by the selector 16, the reference block corresponding to the motion vector is used as a prediction signal. For the luminance signal, the same value as the motion vector is used, and for the color signal, the block size is used. Is half the luminance in the horizontal direction, the motion vector in the horizontal direction is halved to create a prediction signal.
【００３１】比較器１７の出力である動き補償の種類す
なわち選択フラグＺＭとしては、まずフレーム動き補償
とフィールド動き補償の２つに大別される。フィールド
動き補償についてはさらに奇数フィールドの入力ブロッ
クに対して奇数あるいは偶数フィールドの参照ブロック
が、また偶数フィールドの入力ブロックに対しても奇数
あるいは偶数フィールドの参照ブロックが用いられるた
め合計４つのモードが存在する。従って動き補償の種類
は合計５種類に分類される。The types of motion compensation output from the comparator 17, that is, the selection flag ZM are first roughly classified into frame motion compensation and field motion compensation. For field motion compensation, there are a total of four modes because an odd or even field reference block is used for an odd field input block and an odd or even field reference block is used for an even field input block. To do. Therefore, there are five types of motion compensation in total.
【００３２】なお、復号化器側では処理概要を補足する
と、符号化器から送られてきた動き検出の種類および動
きベクトル量により該当の参照ブロックを探し、予測信
号を作成する。On the side of the decoder, supplementing the outline of the processing, a reference block is searched for according to the type of motion detection and the amount of motion vector sent from the encoder, and a prediction signal is created.
【００３３】本発明の実施にあたっては種々の変形形態
が可能である。例えば、ブロックのサイズについても１
６画素×１６ラインに限らずに３２画素×３２ラインな
ど種々のサイズが適応可能である。検索範囲についても
制限はなく、例えば、±１６画素範囲を検索することで
もよい。また参照画面と入力画面の時間的な距離または
位置も任意で、例えば６フレーム離れた画面を参照した
り、時間的に後に位置する参照画面から時間的に逆方向
の動き補償行う場合の動き検出手段として本発明を用い
ることが可能である。Various modifications are possible in carrying out the present invention. For example, the block size is 1
The size is not limited to 6 pixels × 16 lines, and various sizes such as 32 pixels × 32 lines can be applied. The search range is also not limited, and for example, a range of ± 16 pixels may be searched. Further, the temporal distance or position between the reference screen and the input screen is also arbitrary, for example, referring to a screen 6 frames away, or motion detection in the case where motion compensation is performed in the opposite direction in time from a reference screen located later in time. The present invention can be used as a means.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明ではフレ
ーム信号とフィールド信号の動き補償予測を適応的に用
いることによって従来フレーム信号のみの動き補償やフ
ィールド信号のみの動き補償における符号化効率の低下
を防ぎ、画質の向上および伝送情報量の削減を実現する
ことができた。効果の一例として、ISO テスト動画像
（flower garden,football）をCCIR601 画像フォーマッ
トにおいて4Mbit/s のビットレートで画質（S/N 比）は
0.3 〜1.6dB 向上、情報伝送量は 5〜25% 削減できた。As described above, the present invention adaptively uses the motion compensation prediction of the frame signal and the field signal to improve the coding efficiency in the motion compensation of the conventional frame signal only and the motion compensation of the field signal only. We were able to prevent deterioration, improve image quality, and reduce the amount of transmitted information. As an example of the effect, the image quality (S / N ratio) of the ISO test moving image (flower garden, football) in the CCIR601 image format at a bit rate of 4 Mbit / s
The improvement was 0.3 to 1.6 dB, and the information transmission amount was reduced 5 to 25%.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の実施例における動き補償方式を説明す
るための構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a motion compensation method according to an embodiment of the present invention.
【図２】ブロックデータの構成である。FIG. 2 is a block data structure.
【図３】初期変位の決定例を示す。FIG. 3 shows an example of determining an initial displacement.
【図４】初期変位の決定例を示す。FIG. 4 shows an example of determining an initial displacement.
【図５】補間画素ブロックの作成例の図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of creating an interpolation pixel block.
【図６】本発明の実施例における動き補償器を適用した
符号化装置構成図である。[Fig. 6] Fig. 6 is a configuration diagram of an encoding device to which a motion compensator according to an embodiment of the present invention is applied.
【図７】従来の符号器の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional encoder.
１０ 入力画面 １１ 参照画面 １２、１３ フレーム／フィールド変換器 １４ フレーム動き検出器 １５ フィールド動き検出器 １６ 選択器 １７ 比較器 ６１ 減算器 ６２ ＤＣＴ ６３ 量子化器 ６４ 逆量子化器 ６５ ＩＤＣＴ ６６ 加算器 ６７ フレームメモリ ６８ 動き補償器 ６９ 動き補償器 10 Input screen 11 Reference screen 12, 13 Frame / field converter 14 Frame motion detector 15 Field motion detector 16 Selector 17 Comparator 61 Subtractor 62 DCT 63 Quantizer 64 Inverse quantizer 65 IDCT 66 Adder 67 Frame memory 68 Motion compensator 69 Motion compensator
Claims (1)
で動き検出を行う動画像の動き補償予測方式において、 入力画面および参照画面をフレームブロックに分解し、
該ブロックごとに動きを検出し動きベクトルを求め、該
動き検出からそれぞれのフレーム予測誤差を求め、 さらに前記入力画面および参照画面をフィールドブロッ
クに分解し、該ブロックごとに動きを検出し動きベクト
ルを求め、該動き検出からそれぞれのフィールド予測誤
差を求め、 フレーム予測誤差とフィールド予測誤差を比較した結果
により予測誤差を求めるための参照画面がフレームブロ
ックかフィールドブロックかを予測誤差が小さくなるよ
うにブロックごとに適応的に選択して符号化し、該符号
化ブロックにいずれを選択したかを示す選択フラグおよ
び選択フラグに対応した動きベクトルを付加して伝送す
ることを特徴とした動画像の動き補償予測方式。1. In a motion-compensated prediction method for a moving image in which motion detection is performed in block units using an input screen and a reference screen, the input screen and the reference screen are decomposed into frame blocks,
The motion is detected for each block to obtain a motion vector, the frame prediction error is obtained from the motion detection, the input screen and the reference screen are further decomposed into field blocks, and the motion is detected for each block to obtain the motion vector. Then, each field prediction error is obtained from the motion detection, and whether the reference screen for determining the prediction error is the frame block or the field block is calculated by comparing the frame prediction error with the field prediction error. Motion-compensated prediction of a moving image characterized by adaptively selecting and coding for each of the coding blocks, adding a selection flag indicating which one is selected to the coding block, and a motion vector corresponding to the selection flag, and transmitting the motion vector method.
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| JPH05130590A true JPH05130590A (en) | 1993-05-25 |
| JP2925046B2 JP2925046B2 (en) | 1999-07-26 |
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| JP2925046B2 (en) | 1999-07-26 |
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