JPH05344491A

JPH05344491A - フレーム間予測符号化方式

Info

Publication number: JPH05344491A
Application number: JP15227292A
Authority: JP
Inventors: Koji Kuwata; 耕司桑田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】少ない演算量でシーンチェンジ、平行移動を
判定する。【構成】差分器は、４隅のマクロブロックについて、
前フレームとのフレーム間の差分を算出し、４つのマク
ロブロックともに差分が０でなければ、ステップ１０２
に進み、差分が０ならば、通常の符号化を行う。ステッ
プ１０２で、フレームメモリ＆予測器は、４隅のマクロ
ブロックについて動きベクトルの探索を行い、何れかの
マクロブロックで動きベクトルによる動き補償予測が可
能であれば、当該フレームを両方向予測可能な非独立フ
レームに設定し、動き補償予測が可能でなければ、シー
ンチェンジしたものと判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像信号をより少な
い符号量で効率的に符号化する高能率符号化方式に関
し、特にフレーム間予測符号化方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像の符号化に関しては、ＭＰＥＧ１
で標準方式が規定されているが、独立フレーム（Ｉピク
チャ（Ｉｎｔｒａｃｏｄｅｄｐｉｃｔｕｒｅ：イン
トラ符号化画像）という）をどのような間隔で設定する
かについては特に規定されていない。

【０００３】一般にＩピクチャは、一定間隔おきに設定
されていて、各フレーム間の相関、フレーム間の急激な
変化や予測誤差の大小については考慮されていない。ま
た、非独立フレームのＰピクチャの位置についても特に
規定はなく、後方予測が必要であるか否かを考慮するこ
となく設定されている。

【０００４】また、非独立フレーム符号化における動き
補償モードの決定の際に、動きベクトル探索は、各マク
ロブロック毎に独立して行われていて、画面全体の平行
移動の場合においても、あるいはシーンチェンジの場合
においてもその探索方法は同様である。

【０００５】なお、この種の関連する先行技術として
は、例えば特開平２−２８５８１６号公報、同２−１９
２３７８号公報などが挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、Ｉピ
クチャの間隔をｎフレームおきに一定とした場合、画像
に大きな変化がない区間と変化の激しい区間とでは、そ
の再生画像の画質に大きな違いをもたらし、符号化効率
の面からも非常にバランスの悪いものとなる。

【０００７】また、例えば、シーンチェンジがある場
合、当然フレーム相関がなくなり、以後の非独立フレー
ム（特に、Ｐピクチャ）の予測誤差が大きくなり、これ
により再生画像の画質に悪い影響を及ぼす。

【０００８】一般に、シーンチェンジの場合、独立フレ
ームに設定した方が符号化効率がよい。また、画面全体
の平行移動の際、そのフレームがたまたまＰピクチャで
あれば後方予測ができないため、ある領域はイントラ符
号化せざるを得ない。そのような場合、Ｂピクチャに設
定した方がよい。

【０００９】しかしながら、このようなシーンチェンジ
または平行移動の判定方法としては、全マクロブロック
に対して、動きベクトルの探索、非イントラ／イントラ
の割合などで判断する方法が採られているため、その演
算量が膨大にあるという問題があった。

【００１０】また、従来、非独立フレームの動き補償／
非動き補償のモード選択は、各マクロブロック毎に、動
きベクトルの探索を行っている。従って、平行移動画面
においては、前方予測、後方予測とも動きベクトルは、
全マクロブロックについてほぼ一致する。このことか
ら、動きベクトルを固定にして動き補償予測モードで符
号化する方が演算量が少なくてすむ。しかしながら、ど
のマクロブロックの動きベクトルを参照すればよいかと
いう判断基準がなかった。

【００１１】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
ので、本発明の目的は、同じシーン（背景）上での画面
の動きであれば、４隅の何れかのマクロブロックについ
てはフレーム間での変化がなく、また、大きな平行移動
であれば、４隅ともに前フレームとの差分があり、その
内の一つの動きベクトルと中央のマクロブロックの動き
ベクトルとが一致するということに着目して、少ない演
算量でシーンチェンジあるいは平行移動を判別し、再生
画質の劣化が少なく、符号化効率の高いフレーム間予測
符号化方式を提供することにある。

【００１２】本発明の更に他の目的は、本発明の方法に
よって平行移動のフレームを判別し、平行移動と判定さ
れたフレームについては、動きベクトル探索を必要最小
限のマクロブロックにとどめ、決定した動きベクトルを
基準にして、全マクロブロックについて動き補償予測に
よる符号化を行うことにより、より演算量が少なく、符
号化効率の高いフレーム間予測符号化方式を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、入力画像信号の連続フレ
ーム中から任意の間隔で独立フレームを設定し、該独立
フレームをフレーム内で独立に符号化し、前記独立フレ
ームの間の非独立フレームの信号を、前後の独立フレー
ムの信号を基に予測して符号化するフレーム間予測符号
化方式において、非独立フレームの４隅あるいは４隅近
傍のブロックについて、前フレームとの差分を算出し、
何れのブロックにおいても該差分がゼロでないとき、前
フレームに対して、画面全体が平行移動している、ある
いはシーンチェンジしたものと判定して符号化すること
を特徴としている。

【００１４】請求項２記載の発明では、前記非独立フレ
ームの４隅あるいは４隅近傍のブロックについて動きベ
クトル探索を行い、何れかのブロックで動き補償予測が
可能であるとき、該フレームを両方向予測可能な非独立
フレームに設定することを特徴としている。

【００１５】請求項３記載の発明では、前記非独立フレ
ームの４隅あるいは４隅近傍のブロックについて探索さ
れた動きベクトルと、該フレーム中央あるいは中央近傍
のブロックについて探索された動きベクトルが一致した
とき、前フレームに対して、画面全体が平行移動してい
るものと判定して符号化することを特徴としている。

【００１６】請求項４記載の発明では、フレーム全体の
他のブロックについて、前記一致した動きベクトルを用
いて動き補償予測することを特徴としている。

【００１７】請求項５記載の発明では、前記非独立フレ
ームの４隅あるいは４隅近傍のブロックについて動きベ
クトル探索を行い、何れのブロックにおいても動きベク
トルがないとき、前フレームに対してシーンチェンジし
たものと判定して符号化することを特徴としている。

【００１８】請求項６記載の発明では、シーンチェンジ
したとき、前記非独立フレームを独立フレームに設定し
直すことを特徴としている。

【００１９】

【作用】差分器は、４隅のマクロブロックについて、前
フレームとのフレーム間の差分を算出する。４つのマク
ロブロックともに差分が０ならば、通常の符号化を行
う。４つのマクロブロックともに差分が０でないとき、
フレームメモリ＆予測器は、４隅のマクロブロックにつ
いて動きベクトルの探索を行い、何れかのマクロブロッ
クで動きベクトルによる動き補償予測が可能であれば、
当該フレームを両方向予測可能な非独立フレームに設定
し、動き補償予測が可能でなければ、シーンチェンジし
たものと判定する。さらに、画面中央のマクロブロック
について、動きベクトルの探索を行い、中央のマクロブ
ロックの動きベクトルと、４隅のマクロブロックについ
ての動きベクトルが一致すれば、画面全体の平行移動と
判断して、中央のマクロブロックと同じ動きベクトルを
用いて、全マクロブロックについて動き補償モードによ
る符号化を行う。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。本発明の前提となる動画像の符号化、復
号化について先ず説明する。図３は、動画像の符号化、
復号化を行うシステムのブロック構成図である。入力装
置１によって、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒなど、種々のフォーマッ
トの動画像信号が入力される。前処理器２は、符号化器
で必要となるフォーマットに変換する。符号化器３は、
入力された動画像を出来るだけ劣化させることなく、デ
ータ量を削減してビットストリームを生成する。

【００２１】蓄積装置４は、ＣＤ、ＤＡＴ、ハードディ
スクなどで構成され、生成されたビットストリームを格
納する。復号器５は、ビットストリームを受けて再生画
像を作成する。後処理器６は、出力ディスプレイの仕様
に合わせて、ライン補間、画素補間、レート変換、フレ
ームフィールド変換、画素の縦横比の変換などの処理を
行う。出力装置７は、再生された動画像を表示出力す
る。

【００２２】図４は、符号化器３のブロック構成図を示
す。符号化器３を説明する前に、符号化モードについて
簡単に説明する。符号化モードには、大きく分けて、（１）イントラ符号化モード（２）非イントラ符号化モードの２つのモードがある。

【００２３】イントラ符号化モードにおいては、入力画
像はそのまま符号化される。これに対して、非イントラ
符号化モードすなわち予測符号化モードでは、前方、後
方、あるいはこれらの補間という、３つの予測モードの
何れかで、既に符号化済みの画像を参照して、予測画像
を生成し、この予測画像との差分画像が符号化される。
この際、予測モードおよび動き補償予測の場合は、動き
ベクトルも同時に符号化される。

【００２４】符号化器３について説明すると、入力画像
データ（ＩＤ）は、符号化モードに従って、イントラ符
号化モードならば、差分器３０１を通ることなくＤＣＴ
器３０２に入力され、非イントラ符号化モードすなわち
何らかの予測を行って符号化するモードの場合は、その
予測モード、動きベクトルに従った予測画像（ＰＩＤ）
との差分が、差分器３０１でとられ、この差分画像（Ｓ
ＩＤ）がＤＣＴ器３０２に入力される。ＤＣＴ器３０２
において離散コサイン変換された結果の変換係数（Ｃ）
は、量子化器３０３で量子化され、ＶＬＣ器３０４によ
って可変長符号化され、バッファ３０５にストアされ
る。バッファ３０５にストアされた符号化データは、一
定レートで読み出され、ＤＳＭ（ディジタル蓄積メディ
ア）などへ送出される。

【００２５】また、非イントラ符号化モードにおける予
測画像は、フレームメモリ＆予測器３０９のフレームメ
モリに蓄積された局部復号画像から予測器によって生成
される。局部復号画像は、符号化器で符号化と同時に、
逆の復号処理を行って局部的に復号した画像である。こ
れは符号化時に、量子化器３０３で量子化されたデータ
（ＱＣ）が、逆量子化器３０６で逆量子化、逆ＤＣＴ部
３０７で逆ＤＣＴされ、これがフレームメモリ３０９に
蓄積されている既に作られている別の局部復号画像から
予測器３０９で生成された予測画像に加算器３０８で加
算されて作られ、フレームメモリ３０９にストアされ
る。

【００２６】なお、図４中の２つのスイッチ、すなわち
差分器３０１とＤＣＴ器３０２の間のスイッチ３１１
と、フレームメモリ＆予測器３０９の出力と加算器３０
８への入力の間のスイッチ３１２は、次のように接続動
作する。

【００２７】イントラ符号化モード時には、スイッチ３
１１は下側つまりＩＤ側に接続され、スイッチ３１２は
上側つまり“０”に接続される。また、非イントラ符号
化モード時には、スイッチ３１１は上側つまりＳＩＤ側
に接続され、スイッチ３１２は下側つまりＰＩＤに接続
される。

【００２８】図５は、復号器５の構成を示す図である。
復号器の処理は、前述した符号化器における局部復号器
（図４の３１０）と基本的に同じである。符号化データ
は、一定レートでバッファ５０１に入力される。該バッ
ファ５０１から読み出されたデータは、逆ＶＬＣ器５０
２で復号され、逆量子化器５０３で逆量子化され、逆Ｄ
ＣＴ器５０４で逆ＤＣＴされる。その後、イントラ符号
化モード時には、そのまま（“０”が加算される）加算
器５０５を通って出力され、非イントラ符号化モード時
には、フレームメモリ＆予測器５０６において、同時に
復号した符号化モード、動きベクトルに従って、フレー
ムメモリ上にある既に復号済みの画像から生成される予
測画像に、加算器５０５で加算されて出力される。

【００２９】なお、フレームメモリ＆予測器５０６の出
力と加算器５０５への入力の間に設けられているスイッ
チ５０７は、次のように接続動作する。

【００３０】イントラ符号化モード時には、スイッチ５
０７は左側つまり“０”に接続され、また、非イントラ
符号化モード時には、スイッチ５０７は右側つまりＰＩ
Ｄに接続される。

【００３１】Ｉ／Ｐ／Ｂピクチャの構造について説明す
る。図６（ａ）は、いくつかのピクチャを表示順に示し
た図で、矢印はＰピクチャとＢピクチャの依存関係を示
している。

【００３２】ピクチャには４つのタイプがある。すなわ
ち、Ｉ（ｉｎｔｒａ）ピクチャは、他のピクチャを参照
することなく符号化される。Ｐ（ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ）
ピクチャは、以前のＩまたはＰピクチャからの動き補償
を用いて符号化される。Ｂ（ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａ
ｌｌｙｐｒｅｄｉｃｔｅｄ）ピクチャは、以前または
以後のＩまたはＰピクチャからの動き補償を用いて符号
化される。そして、Ｄ（ＤＣ）ピクチャは、高速順再生
モードのときに使用される（図６（ａ）には図示されて
いない）。代表的な符号化の機構には、ＩとＰとＢピク
チャが混在している。

【００３３】また、ピクチャの依存性のため、ビットス
トリームの順番すなわちピクチャが送信され、蓄積さ
れ、受信される順番は、表示の順番ではなく、復号器が
ビットストリームを復号するに必要な順番となる。

【００３４】図６（ｂ）は、代表的な表示順のピクチャ
列を示し、図６（ｃ）は、それに対するビットストリー
ム列を示す。Ｂピクチャは、表示順で後続のＰピクチャ
に依存するので、Ｐピクチャは図６（ｃ）に示すように
従属するＢピクチャより先に送出、復号される。

【００３５】ＭＰＥＧのビデオ符号化技術は、階層構造
に対応するレイヤ構造をなしている。図７は、符号化デ
ータのデータ構造を示す。ビデオシーケンス層１１は、
符号化構造の一番上のレイヤであり、ヘッダと幾つかの
ｇｒｏｕｐｓｏｆｐｉｃｔｕｒｅｓ（ＧＯＰｓ）層
１２からなる。ｓｅｑｕｅｎｃｅｈｅａｄｅｒは、復
号器の状態を初期化し、これによって復号器は過去の復
号履歴に係らずどのようなシーケンスも復号することが
できる。

【００３６】ＧＯＰ層１２は、シーケンス内で個々に復
号できる最小の符号化ユニットであり、ヘッダと幾つか
のピクチャ層１３からなり、少なくとも一つ以上のＩピ
クチャを含んでいる。ＧＯＰヘッダは、時間と編集の情
報を含んでいる。

【００３７】ピクチャ層１３は、ヘッダと一つまたはそ
れ以上のスライス層１４からなる。もし、ビットストリ
ームがピクチャの途中で読めなくなったとしても復号器
は次のスライス層１４を待って回復することができ、全
部の画像を失うことはない。

【００３８】スライス層１４は、ヘッダと一つまたはそ
れ以上のマクロブロック層１５からなる。スライスヘッ
ダは、位置と量子化スケールの情報を含んでいる。これ
によって、局地的なエラーからの回復が行われるに充分
なものとなる。

【００３９】マクロブロック層１５は、動き補償と量子
化スケールの変更の基本単位である。個々のマクロブロ
ック層１５は、ヘッダと６成分のブロック層１６からな
る。すなわち、４ブロックの輝度と、１ブロックのＣｂ
色差、１ブロックのＣｒ色差である。マクロブロックヘ
ッダは量子化スケールと動き補償の情報を含んでいる。

【００４０】ブロック層１６は、基本符号化単位であ
り、ＤＣＴはこのブロックレベルに適用される。個々の
ブロックは、８×８行列の６４画素からなる。画素の値
は、個々に符号化されるのではなく、符号化ブロックの
要素となる。個々の輝度画素は１つのピクチャ画素に対
応するが、色差情報は水平／垂直双方に２：１にサブサ
ンプルされているので、個々の色差画素は４つのピクチ
ャ画素に対応することになる。

【００４１】次に、動画符号化／復号で使用される技術
について説明する。動画の圧縮は、以下に示す技術によ
って構成される。すなわち、（１）ｈｕｍａｎｖｉｓ
ｕａｌｓｙｓｔｅｍ（ＨＶＳ）の感度に適合した色差
信号のサブサンプル、（２）量子化、（３）予測符号
化、（４）時間的冗長度を利用した動き補償（ＭＣ）、
（５）空間的冗長度を利用した離散コサイン変換（ＤＣ
Ｔ）による周波数変換、（６）可変長コーディング（Ｖ
ＬＣ）、（７）画像補間などである。

【００４２】（１）色差信号のサブサンプルＨＶＳは、画像の輝度成分の解像度に最も感度が良いの
で、画素のＹ成分は完全な解像度で符号化される。ＨＶ
Ｓは、色差成分に対しては感度が悪いので、画素のＣ
ｒ，Ｃｂ成分はサブサンプルによって画素を捨てて、そ
の情報量を削減することができる。周辺の２×２の輝度
画素に対し１つの色差画素となるサブサンプル比（＝
４：１：１）の関係になっている。

【００４３】（２）量子化量子化は、ある範囲の値を範囲内の一つの値で示すもの
で、例えば、実数を一番近い整数に丸める処理も一つの
量子化である。量子化範囲は、簡潔に整数コードで示す
ことができ、それは復号化のときに量子化された値を復
元する際に使用する。真の値と量子化値の差を量子化ノ
イズといい、ある条件下では、ＨＶＳは量子化ノイズに
対して鈍感であるので、ノイズを大きくとることがで
き、従って圧縮効果を高めることができる。

【００４４】（３）予測符号化予測符号化は、統計的冗長度を利用して圧縮する方法で
ある。すなわち、以前に復号された値に基づいて、符号
器と復号器の両方がまだ符号化や復号されていない画素
の値を見積もったり予測したりすることができる。予測
値と真の値の差が符号化される。この差は、復号器が予
測を直すために使う予測誤差である。通常、画素の値
は、空間的に近い領域では大きな違いがないので、多く
の誤差の値は小さく、０の周りに集中する。予測誤差の
分布はある値に偏る。

【００４５】（４）動き補償動き補償（ＭＣ）は、過去、未来のフレームから相関の
強いブロックを探索し、平行移動ベクトルを求め、その
分だけ前または後フレームのブロックを移動して対応さ
せたフレーム間差分に対し、符号化を行う。動きは、ブ
ロックを新しい位置に変換する２次元の動きベクトルで
示される。最も簡単な例は、カメラが動いていなくて、
シーンの中のどの対象物も動いていないときである。個
々の画像の位置の画素値は変わらず、各ブロックの動き
ベクトルも０である。一般に、符号器は各ブロックに対
し、動きベクトルを送らなければならない。この技術
は、一般に同じシーンの短い画像列の中では多くの対象
物は動かず、他のものは少しだけ動くという事実に基づ
いている。

【００４６】（５）周波数（ＤＣＴ）変換離散コサイン変換（ＤＣＴ）は、８×８からなるブロッ
クの画素値を、８×８からなる水平／垂直の空間周波数
係数のマトリックスに変換する。８×８からなるブロッ
クの画素値は、空間周波数係数に逆離散コサイン変換
（ＩＤＣＴ）をかけることによって再構築される。一般
に、大部分のエネルギーは、変換マトリックスの左上隅
に位置する低周波数係数に集中する。

【００４７】ブロックの左上の位置（０，０）のＤＣＴ
係数は、零水平、零垂直周波数を示し、ＤＣ係数と呼ば
れる。ＤＣ係数は８×８のブロックの画素値の平均値に
比例し、近傍の８×８のブロックの画素値の平均値との
違いが比較的小さくなりやすいので、予測符号化を用い
てさらに圧縮される。他の係数は何れか一方が零でない
水平／垂直周波数を表し、ＡＣ係数という。

【００４８】零でない係数を列の最初に集中させ、順番
の最後に連続する零の係数をできるだけ多くするため
に、係数の順序はジグザグ順となる。この順番は、最高
の空間周波数を列の最後に集中させることになる。

【００４９】ＤＣＴは、直交変換と呼ばれる変換の一つ
であり、画像信号を空間領域から周波数領域に変換す
る。直交変換による画像符号化は、通常、原画像をＮ×
Ｎ画素のブロックに分割し、分割されたブロック単位に
処理される。直交変換によって、元のブロックの画素数
と同じＮ×Ｎ個の２次元周波数成分（変換係数）が得ら
れ、これが量子化、可変長符号化される。

【００５０】画像符号化において、画像信号を周波数領
域に変換する利点は、画像信号の次のような性質によ
る。すなわち、一般に画像信号は空間的な相関度が非常
に強いため、周波数領域におけるその信号成分の大部分
は低周波成分に集中し、高周波成分はゼロに近い成分が
多く現われる。そこで、各周波数成分をその電力集中度
に応じたビット配分で符号化することにより、高能率な
画像信号の符号化を図ることができる。

【００５１】具体的には、変換係数の量子化精度を低周
波部分で細かくし、高周波成分になるにしたがって粗く
し、量子化の結果ゼロになった係数をまとめてゼロラン
レングスで表すことにより、符号化する。ＤＣＴ変換
は、原画像を周波数の異なるコサイン波からなる基底関
数の線形結合に展開することに等しい。

【００５２】（６）可変長コーディング可変長コーディング（ＶＬＣ）は、符号化すべき値に符
号語を割り当てる統計的符号化技術である。発生頻度の
高い値には短い符号語を割り当て、発生頻度の低い値に
は長い符号語を割り当てる。

【００５３】（７）画像補間もし、復号器が過去や未来の画像から現在の画像を再構
築できれば、補間や双方向予測の技術を使って中間の画
像の構築が可能となる。中間画像のマクロブロックは、
前方／後方に予測され、動きベクトルを使って変換され
る。復号器は与えられたマクロブロックの画素値を過去
／未来の画像からの平均値として再構築することができ
る。

【００５４】図１は、符号化器で処理される、本発明の
フレーム間予測符号化方式のフローチャートである。ス
テップ１０１において、図２に示す４隅のマクロブロッ
クＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、差分器は、前フレームとの
フレーム間の差分をとり、４つのマクロブロックともに
差分がゼロでなければ、ステップ１０２に進む。差分が
０ならば、ステップ１０９に進み、予め決められていた
ピクチャタイプに従って、通常の符号化が行われる。

【００５５】ステップ１０２では、フレームメモリ＆予
測器は、４隅のマクロブロックについて、動きベクトル
の探索を行う。何れかのマクロブロックで動きベクトル
による動き補償モードの選択が可能であれば、ステップ
１０３に進み、そうでなければ、ステップ１０７に進
む。ステップ１０３で、このフレームをＢピクチャ（両
方向予測可能な非独立フレーム）に設定する。

【００５６】ステップ１０４で、画面中央のマクロブロ
ックＥについて、動きベクトルの探索を行う。中央のマ
クロブロックの動きベクトルによる動き補償モードの選
択が可能であり、かつその動きベクトルと、ステップ１
０２で選択された動きベクトルとが一致すれば、ステッ
プ１０５に進み、そうでなければ、ステップ１０６に進
む。

【００５７】ステップ１０５では、画面全体の平行移動
と判断して、中央のマクロブロックと同じ動きベクトル
を用いて、全マクロブロックについて動き補償モードに
よる符号化を行う。

【００５８】ステップ１０６においては、平行移動では
ないと判断されたので、通常の非イントラ符号化を行
う。また、ステップ１０７では、シーンチェンジがあっ
たと判断して、このフレーム（当該フレーム）を独立フ
レームに設定し、ステップ１０８に進み、通常のイント
ラ符号化を行う。

【００５９】なお、本実施例は上記したものに限定され
ず、例えば、４隅の近傍のマクロブロック、画面中央の
近傍のマクロブロックを用いてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１、２、
５、６記載の発明によれば、非独立フレームの４隅ある
いは４隅近傍のブロックについて、前フレームとの差分
を算出することにより、画面全体の平行移動あるいはシ
ーンチェンジを判定しているので、少ない演算量によっ
てシーンチェンジあるいは画面全体の平行移動の判別処
理が可能となり、またそれぞれに最適な符号化モードを
自動的に選択することができる。

【００６１】請求項３、４記載の発明によれば、非独立
フレームの４隅あるいは４隅近傍のブロックについて探
索された動きベクトルと、フレーム中央あるいは中央近
傍のブロックについて探索された動きベクトルが一致し
たときに、前フレームに対して画面全体が平行移動して
いるものと判定し、動きベクトル探索を必要最小限のマ
クロブロックに抑え、判定した動きベクトルを基準にし
て、全マクロブロックについて動き補償予測による符号
化を行っているので、符号化効率が向上するとともに、
演算量削減によって高速に符号化処理を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフレーム間予測符号化方式のフローチ
ャートである。

【図２】４隅および中央のマクロブロックを示す図であ
る。

【図３】動画像の符号化、復号化を行うシステムのブロ
ック構成図である。

【図４】符号化器のブロック構成図である。

【図５】復号器の構成を示す図である。

【図６】（ａ）は、いくつかのピクチャを表示順に示す
図、（ｂ）は、代表的な表示順のピクチャ列を示し、
（ｃ）は、それに対するビットストリーム列を示す。

【図７】符号化データのデータ構造を示す図である。

【符号の説明】

１入力装置２前処理器３符号化器４蓄積装置５復号器６後処理器７出力装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力画像信号の連続フレーム中から任意
の間隔で独立フレームを設定し、該独立フレームをフレ
ーム内で独立に符号化し、前記独立フレームの間の非独
立フレームの信号を、前後の独立フレームの信号を基に
予測して符号化するフレーム間予測符号化方式におい
て、非独立フレームの４隅あるいは４隅近傍のブロック
について、前フレームとの差分を算出し、何れのブロッ
クにおいても該差分がゼロでないとき、前フレームに対
して、画面全体が平行移動している、あるいはシーンチ
ェンジしたものと判定して符号化することを特徴とする
フレーム間予測符号化方式。
【請求項２】前記非独立フレームの４隅あるいは４隅
近傍のブロックについて動きベクトル探索を行い、何れ
かのブロックで動き補償予測が可能であるとき、該フレ
ームを両方向予測可能な非独立フレームに設定すること
を特徴とする請求項１記載のフレーム間予測符号化方
式。
【請求項３】前記非独立フレームの４隅あるいは４隅
近傍のブロックについて探索された動きベクトルと、該
フレーム中央あるいは中央近傍のブロックについて探索
された動きベクトルが一致したとき、前フレームに対し
て、画面全体が平行移動しているものと判定して符号化
することを特徴とする請求項１記載のフレーム間予測符
号化方式。
【請求項４】フレーム全体の他のブロックについて、
前記一致した動きベクトルを用いて動き補償予測するこ
とを特徴とする請求項３記載のフレーム間予測符号化方
式。
【請求項５】前記非独立フレームの４隅あるいは４隅
近傍のブロックについて動きベクトル探索を行い、何れ
のブロックにおいても動きベクトルがないとき、前フレ
ームに対してシーンチェンジしたものと判定して符号化
することを特徴とする請求項１記載のフレーム間予測符
号化方式。
【請求項６】シーンチェンジしたとき、前記非独立フ
レームを独立フレームに設定し直すことを特徴とする請
求項５記載のフレーム間予測符号化方式。