JPH06225289A

JPH06225289A - 映像信号符号化装置

Info

Publication number: JPH06225289A
Application number: JP2972993A
Authority: JP
Inventors: Kinji Hashimoto; 欽司橋本; Takumi Hasebe; 巧長谷部; Hiroshi Nishikawa; 浩西川; Shoichi Nishino; 正一西野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】【目的】デジタル映像信号に対し、効率的に動きベク
トルを検出して圧縮符号化を行うこと。【構成】デジタル映像信号をフレーム単位で格納する
バッファメモリ１と、この出力映像を複数のブロックに
分割するブロック化器２を設ける。各ブロックの映像信
号を直交変換器６，量子化器８，符号化器９を用いて圧
縮符号化の処理を行う。動きベクトル検出器４は、前フ
レームの映像信号を用いて各ブロックの動きベクトルの
検出を行う。このデータを検出データ記録器２０に格納
する。探索制御器３０は検出済みの近傍ブロックの動き
ベクトルのデータを用い、対象ブロックの動きベクトル
の探索範囲と探索方式を決定し、制御信号を動きベクト
ル検出器４に与える。こうすると動きベクトルの検出精
度が向上し、演算回数が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を記録および
伝送するために、映像信号のデータ量を削減して高能率
符号化を行う映像信号符号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】映像信号の符号化装置の１つに時間方向
の冗長を削減するものがある。この代表例としてＭＰＥ
Ｇ（蓄積用動画符号化）があり、現在標準化作業が活発
に行われている。ＭＰＥＧでは、空間方向の信号圧縮に
ＤＣＴ（離散コサイン変換）を用い、時間方向の信号圧
縮にフレーム間予測と動き補償を用いている。

【０００３】ＭＰＥＧに用いられ、動き補償付きＤＣＴ
方式を基に高能率符号化を行う従来の映像信号符号化装
置の一例について説明する。図１４は従来の映像信号符
号化装置の構成を示すブロック図である。本図におい
て、バッファメモリ１は１フレームの映像データを記憶
するメモリである。ブロック化器２はバッファメモリ１
に格納された入力映像データを読み出し、１フレームの
映像を複数のブロックに分割する回路である。１ブロッ
クは、輝度又は色差データを有する８画素×８画素の隣
接した領域から構成される。

【０００４】ブロック化器２の出力は切換器３、及び後
述する動きベクトル検出器４と減算器５に与えられる。
切換器３は２組の切換スイッチ３ａ，３ｂを有してい
る。切換スイッチ３ａの一方の入力端にはブロック化器
２が接続され、他方の入力端には減算器５の出力端が接
続される。又切換スイッチ３ｂの一方の入力端は開放さ
れ、他方の入力端は減算器５の減算入力端に接続され
る。切換スイッチ３ａ，３ｂは連動するスイッチで、予
測データを出力しない場合には、ブロック化器２のブロ
ックデータは切換スイッチ３ａを介して直交変換器６に
与えられる。

【０００５】直交変換器６は信号電力における周波数領
域の変換を行うことにより、信号の空間的冗長性を除去
する回路であり、例えばＤＣＴ変換器で構成される。量
子化器８は直交変換器６で変換されたデータの量子化を
行う回路であり、その出力は符号化器９及び逆量子化器
１０に与えられる。符号化器９は量子化されたデータを
例えばエントロピー符号化により、図示しない蓄積記録
媒体の記録用の信号に変換する回路である。

【０００６】逆量子化器１０は量子化器８と逆の信号処
理を施す回路であり、その出力は逆直交変換器１１に与
えられる。逆直交変換器１１は直交変換器６と逆の信号
処理を施す回路であり、例えば逆ＤＣＴ変換器で構成さ
れる。加算器１２は逆直交変換器１１より各フレーム間
の差分データが与えられたとき、切換スイッチ３ｂから
入力される予測データを差分データに加算する回路であ
る。フレームメモリ１３は加算器１２で合成された１フ
レームの映像データを記憶するフレームメモリである。

【０００７】さて動きベクトル検出器４は、フレームメ
モリ１３の各ブロックの映像データを読み出し、ブロッ
ク化器２から与えられる特定ブロックの映像データと比
較し、連続するフレーム間のブロック映像において符号
化対象フレームの最も確からしい映像の移動方向を検出
する回路である。予測信号生成器１４は動きベクトル検
出器４より入力される動きベクトルに基づいて、符号化
対象フレームとの差分を行うための映像データを生成す
る回路であり、その出力は減算器５の減算入力端及び切
換スイッチ３ｂの入力端に与えられる。

【０００８】このように構成された従来の映像信号符号
化装置の動作について説明する。先ず、信号源より１フ
レーム目の映像データをバッファメモリ１に格納する。
格納された映像データをブロック化器２に与え、縦８画
素、横８画素の多数のブロックに分割する。１フレーム
目は予測映像データが存在しないため、各ブロックの映
像データを切換器３を介して直交変換器６に与える。直
交変換器６は各ブロックの映像データを直交変換し、そ
の変換係数を量子化器８により量子化する。この量子化
データは符号化器９に与えられ、符号化される。

【０００９】又、量子化データは逆量子化器１０によっ
て量子化器８と逆の信号処理が施され、更に逆直交変換
器１１により再び最初のフレームにおける映像データに
変換される。このとき切換スイッチ３ｂは開放され、加
算器１３は予測データを入力しない（スルーの状態）。
元に戻された映像データはフレームメモリ１３に一時格
納され、次のフレームの予測に用いられる。

【００１０】次のフレームで入力された映像データをバ
ッファメモリ１に格納する。格納された映像データはブ
ロック化器２により縦８画素、横８画素の各ブロックに
分割される。夫々のブロックの映像データは動きベクト
ル検出器４に与えられ、１フレーム前の復号映像データ
の対応する位置を基準位置として、予め決められた探索
範囲内で動きベクトルが調べられる。即ち、最もフレー
ム間予測誤差の少ない位置から動きベクトルを検出し、
予測信号生成器１４は１フレーム前の映像の基準位置か
ら動きベクトル分変位した映像データを予測データとし
て生成する。そして減算器５は符号化しようとするブロ
ックの差分データを演算する。

【００１１】減算器５で得られた差分データは次のフレ
ームで切換スイッチ３ａで切換えられ、直交変換器６に
与えられる。直交変換器６は信号の空間的冗長性を除去
するためにこの差分データを直交変換する。そしてその
変換係数を量子化器８により量子化し、符号化器９に出
力する。符号化器９は動きベクトル検出器４の出力する
動きベクトルのデータと、量子化器８の量子化データを
多重化し、符号化を行う。

【００１２】又量子化器８により量子化されたデータは
逆量子化器１０によって逆量子化の処理が施され、逆直
交変換器１１で差分データに再変換される。そして加算
器１２によって予測データが加えられ、映像データに戻
される。戻された映像データはフレームメモリ１３に格
納され、次のフレームの予測に用いられる。

【００１３】画面が途中で切り替わった場合には、その
フレームのブロックの映像データそのものを変換して符
号化した方が、差分データを変換して符号化するよりも
符号量が少なくなる。この場合、入力映像データをその
まま符号化することが必要となる。そのため切換器３を
用いて直交変換器６への入力を切換える。このとき直交
変換器６の出力は映像データそのものであるため、切換
スイッチ３ｂを開放し、予測データを加えないようにす
る。

【００１４】さて、動きベクトルの検出には某大な演算
量が必要となり、それを実現するための装置のコストが
問題になる場合がある。そのため動きベクトルの探索方
法に工夫を加え、演算量の削減を図ることがよく行われ
る。

【００１５】図１５は動きベクトルの検出に用いられる
全探索法の検索パターン図である。本図に示すように、
例えば、水平方向及び垂直方向の探索範囲を基準点
（０，０）を中心として、−７画素から＋７画素とした
場合、全探索法では１５×１５、即ち２２５回のマッチ
ング（照合）が必要となる。このためマッチング回数を
減らす方法として、動きベクトルの探索を数ステップに
分けて探索する方法がよく用いられる。ここでは、２ス
テップ法と３ステップ法について説明する。

【００１６】図１６は動きベクトルの検出に用いられる
２ステップ法の探索パターン図である。本図に示すよう
に、水平方向および垂直方向の探索範囲を−７画素から
＋７画素とした場合、（ａ）に示す第１ステップでは、
水平及び垂直方向に０、±２、±４、±６の●で示す計
４９点（ポイント）を探索する。そして最も一致する点
を選択して第２ステップに移る。図１２（ｂ）に示す第
２ステップでは、第１ステップで選ばれた点に対して、
上下左右及び斜め方向の８近傍の点を探索し、動きベク
トルを決定する。この場合、探索回数は第１ステップの
４９回と第２ステップの８回の合計５７回となる。

【００１７】図１７は動きベクトルの検出に用いられる
３ステップ法の探索パターン図である。本図（ａ）に示
すように、水平方向及び垂直方向の探索範囲を−７画素
から＋７画素とした場合、第１ステップでは、水平及び
垂直方向に０、±４の●で示す９点を探索する。そして
最も一致する点を選択して第２ステップに移る。（ｂ）
に示す第２ステップでは、第１ステップで選ばれた点を
中心に、水平及び垂直方向に０、±２の●で示す計８点
を探索する。（ｃ）に示す第３ステップでは、第２ステ
ップで選ばれた点に対して更に８近傍の点を探索し、動
きベクトルを決定する。この場合、探索回数は最大、９
＋８＋８＝２５回となる。

【００１８】このように図１６，図１７に示す探索方法
は、図１５に示す全探索法と比較して、演算量の削減が
可能となる。従って実際に装置化する場合などには、ハ
ードウェアの規模の縮小、消費電力の低下に有効な手法
となる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな２ステップ法や３ステップ法による動きベクトルの
探索方法を用いた場合、前段階のステップで選ばれた点
の近傍に、必ずしも最適な点が存在するとは限らない。
このため、符号化効率が全探索法に較べて低下するとい
う問題が生じていた。

【００２０】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、入力映像データの圧縮符号化の
処理を行うに際し、１フレームを複数に分割した各ブロ
ックの動きベクトルの検出精度を向上することを目的と
する。又探索方法の種類に係わらず、その検出に伴う演
算回数を一定値以下にできる映像信号符号化装置を実現
することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、フレーム単位のデジタル映像信号を保持するバッフ
ァメモリと、バッファメモリの信号を読み出し、１フレ
ームを複数のブロックに分割するブロック化器と、前フ
レームの映像信号を保持するフレームメモリと、ブロッ
ク化器により複数のブロックに分割された映像信号とフ
レームメモリに保持された映像信号から、フレーム間の
映像の動きベクトルの検出を行う動きベクトル検出器
と、動きベクトル検出器が検出した検出対象ブロックの
近傍ブロックにおける動きベクトルの検出データを記録
する検出データ記録器と、検出データ記録器に記録され
た近傍ブロックの動きベクトルより、検出対象ブロック
の動きベクトルを予測し、予測の得られたブロックでは
その予測領域の近傍の動きベクトルを詳細に探索し、予
測の得られないブロックでは所定範囲の動きベクトルを
大まかに探索する探索制御器と、を具備することを特徴
とするものである。

【００２２】本願の請求項８の発明は、フレーム単位の
デジタル映像信号を保持するバッファメモリと、バッフ
ァメモリの信号を読み出し、１フレームを複数のブロッ
クに分割するブロック化器と、前フレームの映像信号を
保持するフレームメモリと、ブロック化器により複数の
ブロックに分割された映像信号とフレームメモリに保持
された映像信号から、フレーム間の映像の動きベクトル
の検出を行う動きベクトル検出器と、動きベクトル検出
器が検出した検出対象ブロックの近傍ブロックにおける
動きベクトルの検出データを記録する検出データ記録器
と、検出データ記録器に記録された近傍ブロックの動き
ベクトルより、予測の行えない対象ブロックに対しては
大まかに探索を行い、予測の行える対象ブロックに対し
ては予測点を中心に一定範囲内で詳細に探索すると共に
一定範囲外では大まかに探索を行う探索制御器と、探索
制御器が検出した予測の行えない対象ブロックと予測の
行える対象ブロックに対して、フレーム間の相関強度の
演算回数が一定となるよう、演算対象となる画素のマッ
チング領域を動きベクトル検出器に指示するマッチング
領域制御器と、を具備することを特徴とするものであ
る。

【００２３】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、フレーム単位のデジタル映像信号が入力され
ると、その信号は一旦バッファメモリに保持される。ブ
ロック化器はバッファメモリの信号を読み出し、１フレ
ームを複数のブロックに分割する。動きベクトル検出器
は複数のブロックに分割された映像信号とフレームメモ
リに保持された前フレームの映像信号から、フレーム間
の映像の動きベクトルの検出を行う。検出データ記録器
は動きベクトル検出器が検出した検出対象ブロックの近
傍ブロックにおける動きベクトルの検出データを記録す
る。次に探索制御器は検出データ記録器に記録された近
傍ブロックの動きベクトルより、検出対象ブロックの動
きベクトルを予測し、予測の得られたブロックではその
予測領域の近傍の動きベクトルを詳細に探索する。こう
すると動きベクトル検出の範囲及び探索手段を最適に選
択することができ、少ない探索回数と高い精度で映像の
動きベクトルを検出できる。

【００２４】又本願の請求項８の発明によれば、フレー
ム単位のデジタル映像信号が入力されると、その信号は
一旦バッファメモリに保持される。ブロック化器はバッ
ファメモリの信号を読み出し、１フレームを複数のブロ
ックに分割する。動きベクトル検出器は複数のブロック
に分割された映像信号とフレームメモリに保持された前
フレームの映像信号から、フレーム間の映像の動きベク
トルの検出を行う。検出データ記録器は動きベクトル検
出器が検出した検出対象ブロックの近傍ブロックにおけ
る動きベクトルの検出データを記録する。次に探索制御
器は検出データ記録器に記録された近傍ブロックの動き
ベクトルより、予測の行えない対象ブロックに対しては
大まかに探索を行い、予測の行える対象ブロックに対し
ては予測点を中心に一定範囲内で詳細に探索すると共に
一定範囲外では大まかに探索を行う。又マッチング領域
制御器は、探索制御器が検出した予測の行えない対象ブ
ロックと予測の行える対象ブロック対して、フレーム間
の相関強度の演算回数が一定となるようマッチング領域
を動きベクトル検出器に指示する。こうすると動きベク
トル検出の範囲及び探索手段を最適に選択することがで
き、一定の探索回数と高い精度で映像の動きベクトルを
検出できる。

【００２５】

【実施例】本発明の第１実施例における映像信号符号化
装置について図面を参照しつつ説明する。図１は第１実
施例における映像信号符号化装置の全体構成を示すブロ
ック図である。本図において、バッファメモリ１、ブロ
ック化器２、切換器３、動きベクトル検出器４、減算器
５、直交変換器６、量子化器８、符号化器９、逆量子化
器１０、逆直交変換器１１、加算器１２、フレームメモ
リ１３、予測信号生成器１４が設けられていることは従
来例と同一であり、それらの説明は省略する。

【００２６】図１の検出データ記録器２０は、動きベク
トル検出器４から出力される各ブロックの動きベクトル
を一時保持するメモリである。ここで保持する動きベク
トルとは、後述するように現在探索中の特定ブロックの
前方及び前段に位置する近傍ブロックの動きベクトルで
ある。又探索制御器３０は、検出データ記録器２０のデ
ータを読み出し、現在探索中の対象ブロックの最適動き
ベクトルを演算するため、対象ブロックの位置に基づき
探索パターンを決定する制御器である。更に探索制御器
３０は探索パターンに基づいて、動きベクトルの最適の
探索方法を動きベクトル検出器４に指示する。

【００２７】このように構成された第１実施例の映像信
号符号化装置の動作について説明する。先ず、１フレー
ム目の映像データをバッファメモリ１に格納する。格納
された映像データをブロック化器２に与え、１フレーム
の画面を碁盤状になるよう複数のブロックに分割する。
１ブロックは例えば縦８画素、横８画素とする。画面が
切り換えられた１フレーム目の映像データには予測デー
タが存在しないため、切換器３の切換スイッチ３ａはブ
ロック化器２側に接続され、各ブロックの映像データは
直交変換器６に入力されて直交変換される。その変換係
数は量子化器８により量子化され、符号化器９により符
号化される。

【００２８】一方、量子化器８の量子化データは逆量子
化器１０にも与えられ、逆量子化の処理が施される。更
に逆直交変換器１１により再び元の映像データに変換さ
れる。このとき切換器３の切換スイッチ３ｂは開放され
ており、加算器１２には予測データが与えられない。加
算器１２により出力される１フレームの映像データはフ
レームメモリ１３に格納され、次のフレームの動きベク
トルの検出に用いられる。

【００２９】さて、次のフレームの映像データが信号源
から出力されると、そのデータは一旦バッファメモリ１
に格納される。格納された映像データはブロック化器２
により複数のブロックに分割される。夫々のブロックに
おいて、各映像データは１フレーム前の映像データと対
応する位置を基準点にして、動きベクトル検出器４によ
り予め決められた探索範囲内で調べられる。例えば探索
範囲を左右及び上下方向に夫々７画素とし、隣接フレー
ム間の予測誤差（信号レベルの差）の最も少ない位置を
動きベクトルと判定する。この動きベクトルのデータは
各ブロック毎に検出データ記録器２０に記録される。

【００３０】次に、予測信号生成器１４は動きベクトル
検出器４で得られた動きベクトルのデータを用いて、１
フレーム前の基準位置から動きベクトル分変位された映
像を予測し、そのブロックの予測映像データを生成す
る。ここで生成された予測データは減算器５に与えら
れ、前フレームの該当ブロックとの差分データに変換さ
れる。

【００３１】減算器５で得られた差分データは切換スイ
ッチ３ａを介して直交変換器６に与えられ、信号の空間
的冗長性を除去するための直交変換が行われる。ここで
の変換係数は量子化器８により量子化され、符号化器９
に与えられると、動きベクトル検出器４から出力される
動きベクトルと併せて符号化され、多重化が行われる。

【００３２】一方、量子化データは逆量子化器１０によ
って量子化器８と逆の処理が施され、逆直交変換器１１
により差分データに再び変換される。そして加算器１２
において切換スイッチ３ｂを介して与えられる映像の予
測データが差分データに加算され、元の映像データに戻
される。戻された映像データはフレームメモリ１３に格
納され、次のブロックの動きベクトルの検出に用いられ
る。

【００３３】１フレーム目の映像データ以外に、他に符
号化しようとするブロックの入力信号そのものを変換し
て符号化した方が、差分データを変換した場合よりも符
号量が少なくなる場合がある。例えば、画面全体が新し
い映像となった場合は、入力データをそのまま符号化す
ることが必要となる。このとき切換器３を用いてブロッ
ク化器２の出力を直交変換器６へ入力し、予測データを
加算器１２に与えないようにする。

【００３４】さて、本実施例の映像信号符号化装置で
は、動きベクトル検出時において、既に検出されたブロ
ックの動きベクトルに基づいて検出対象ブロックの動き
ベクトルの予測を行い、予測された位置の近傍の範囲に
ついては詳細に動きベクトルの検出（詳細探索法）を行
い、その他の範囲はおおまかに動きベクトルの検出を行
う。対象ブロックの動きベクトルは近傍のブロックの動
きベクトルと一致する場合が多いので、すでに検出され
た近傍ブロックの動きベクトルを用いて予測することが
可能である。

【００３５】図２，図３は本実施例の映像信号符号化装
置の探索制御器３０における探索制御方法を示す説明図
である。又図４は探索の対象となる１フレームの探索パ
ターンの種類を示す説明図である。図４に示すように、
動きベクトルの検出は１フレームの画面において、１段
目の左上の領域（パターン０）から行い、次に右隣の横
長の領域（パターン１）に移る。ここでパターン０の領
域が１ブロックを示している。次に第１段目の領域の処
理が完了すると、第２，３・・・ｎ段の領域の処理を行
う。第２，３・・・ｎ段の領域を左右方向に複数ブロッ
クに等間隔に分割する。そして第２〜第ｎ段の内、左端
の部分をパターン２の領域とし、右端の部分をパターン
３の領域とし、左端と右端の領域の間に位置する複数の
ブロックをパターン４の領域とする。

【００３６】図５は図４の各探索パターンにおける探索
パターンの種類を示す説明図である。ここで■で示す部
分はこれから動きベクトルを検出するブロックとする。
又□で示す部分は動きベクトル検出を完了したブロック
であって、動きベクトルの検出時に参照可能なブロック
である。図５（ａ）〜（ｅ）に示すように参照可能な探
索パターンは、図４のパターン０〜パターン４に対応し
ており、次の５通りに分けることができる。

【００３７】（ａ）パターン０：左上の開始ブロック、
参照可能ブロック数は０。（ｂ）パターン１：左端を除く最上段のブロック、参照
可能ブロック数は１。（ｃ）パターン２：最上段を除く左端のブロック、参照
可能ブロック数は２。（ｄ）パターン３：最上段を除く右端のブロック、参照
可能ブロック数は３。（ｅ）パターン４：最上段、左端、右端を除くブロッ
ク、参照可能ブロック数は４。

【００３８】時間的に連続するフレームの周期は例えば
（１／３０）秒であり、各フレーム間の動きベクトル量
は一般に微小な値を取る。図２（ａ），（ｃ）に示すよ
うに動きベクトルの探索範囲は基準点（０，０）を中心
に上下及び左右方向に夫々−７画素から＋７画素までと
する。又、探索回数も１ブロック当たり２ステップ法程
度に制限されているとする。ここでは、１ブロック当た
りの探索数の上限を６０回として考える。仮に全探索法
によると、計２２５（１５×１５）回の探索が必要であ
り、ここではこの方法を採用することができない。

【００３９】ここで探索制御器３０及び動きベクトル検
出器４の動作について図６，図７のフローチャートを用
いて説明する。動作を開始すると、図６のステップ３１
で１フレームを水平及び垂直方向に夫々１００に分割
し、計１００×１００のブロックとする。更に各ブロッ
クにブロック番号Ｂ（Ｘ，Ｙ）を付け、フレーム内の左
上のブロックをＢ（０，０）とする。そして各ブロック
の信号処理を行うにはステップ３２に進み、探索制御器
３０はブロックのパターン判定を行う。ステップ３３に
進み、ここで対象ブロックがＢ（０，０）以外であれ
ば、検出データ記録器２０より近接ブロックの動きベク
トルデータを読み取る。

【００４０】次にステップ３４に移り、ブロックＢ
（０，０）の探索ブロックパターンが、パターン３又は
パターン４であるか否かをチェックする。現在のブロッ
クはパターン０であるので、図７のステップ３５に進
む。もしここでパターン１又はパターン２であれば、探
索制御器３０はそのパターン番号に基づいて、対象ブロ
ックの検出データ記録器２０に格納された近接ブロック
の検出データを動きベクトル検出器４に転送する。次の
ステップ３６に進むと、パターンに対応するの探索方法
で動きベクトルを探索する。

【００４１】先ず、図５（ａ）のパターン０は参照可能
ブロックがなく、動きベクトルを予測することができな
い。この場合、図２（ａ），（ｂ）に示す２ステップ法
を用いて動きベクトルの探索を行う。図２（ａ）に示す
ように、先ず第１ステップでは基準位置（０，０）を中
心に、上下左右に１画素おきに●で示す点、即ち７×７
＝４９ポイントを夫々調べ、最も確からしい動きベクト
ルを評価関数を用いて調べる。次に図２（ｂ）に示す第
２ステップでは、最も確からしい映像の移動先が判明す
ると、そのポイントを中心に１画素ピッチで前後左右の
各ポイントを調べ、８回の探索で位置決めを行う。この
ように探索すると探索回数は最も多い場合で、４９＋８
＝５７回となる。

【００４２】ステップ３６で動きベクトルが得られる
と、ステップ３７に進み、そのデータを検出データ記録
器２０に記録する。次のステップ３８では、水平ブロッ
クのカウンタに１を加え、その数をインクリメントす
る。そしてステップ３９に進み、水平ブロックのカウン
ト値が１００に達しているか否かを照合する。現在水平
カウンタのカウント値が１であるので図６のステップ３
２に戻る。

【００４３】次に図４のパターン１について説明する。
ステップ３２で探索ブロックパターンの種類を調べ、探
索制御器３０はブロックＢ（１，０）をパターン１と判
定する。この場合、参照可能ブロックの動きベクトルの
位置に対応するポイントについては全探索法を用い、そ
れ以外のポイントについては２ステップ法により動きベ
クトルを探索する。パターン１では既に検出を終えた参
照可能ブロックは１個であるため、ステップ３３で検出
データ記録器２０に記録されたブロックＢ（０，０）の
動きベクトルのデータを読み出す。

【００４４】そしてこのブロックから得られる動きベク
トル位置は例えば図２（ｃ）の▲で示す（＋３，−３）
の位置とする。ここではパターン３又はパターン４でな
いため、ステップ３４からステップ３５に進み、ブロッ
クＢ（０，０）の映像の検出データ及び動きベクトルを
夫々動きベクトル検出器４に転送する。図５（ｂ）で示
す対象ブロックも（＋３，−３）の位置に動きベクトル
の存在確率が高いと推定されるので、この位置を近傍の
動きベクトル対応点（基準点）として探索する。この場
合は図２（ｃ）の●で示すように２画素ピッチの７×７
＝４９ポイントを探索し、最も確からしい映像の移動先
を判定する。移動先が判定すると、図２（ｄ）に示すよ
うにそのポイントを中心に１画素ピッチで前後左右のポ
イントを更に調べ、８回の探索で位置決めを行う。基準
点と２ステップ法で検出した探索点とを比較し、動きベ
クトルを決定する。この場合の探索回数は最も多い場合
に、１＋４９＋８＝５８回となる。

【００４５】ブロックＢ（１，０）の探索を完了すると
ステップ３８に進み、水平ブロックのカウンタをインク
リメントする。そしてステップ３９に進み、このような
信号処理をステップ３２〜３９を介してブロックＢ（９
９，０）まで繰り返す。そしてブロックＢ（９９，０）
になるとステップ４０に進み、垂直ブロックのカウンタ
に１を加える。次のステップ４１で、垂直ブロックのカ
ウンタを参照し、その値がまだ１００でないのでステッ
プ３２戻る。

【００４６】ステップ３２では例えばブロックＢ（０，
１）の探索ブロックパターンがパターン２と判定され
る。又ここでは参照可能ブロックは２個であるため、ス
テップ３３に進み、２つの参照可能ブロックから得られ
る動きベクトル位置を検出データ記録器２０から読み出
す。ここでは例えば図２（ｃ）の▲で示す（＋３，−
３），（＋５，＋１）の動きベクトルが夫々得られると
する。ステップ３４，３５を介してステップ３６に進む
と、図５（ｃ）で示す対象ブロックＢ（０，１）につい
ても（＋３，−３）又は（＋５，＋１）位置が動きベク
トルである確率が高いと推定し、この位置を基準点とし
て夫々探索する。この場合は２ステップ法で探索し、計
４９のポイントを探索する。基準点と２ステップ法で検
出した探索点とを比較し、動きベクトルを決定する。従
ってパターン２の探索回数は最も多い場合に、２＋４９
＋８＝５９回となる。

【００４７】次にステップ３９で水平ブロックのカウン
タをインクリメントし、再度ステップ３２に戻る。ブロ
ックＢ（９９，１）やブロックＢ（１，１）のようにパ
ターン３、パターン４の領域では、参照可能ブロックの
動きベクトルの位置に対応するポイントについては詳細
探索法を用い、それ以外のポイントについては３ステッ
プ法により動きベクトルを探索する。

【００４８】ステップ３２でブロックＢ（１，１）の探
索ブロックパターンがパターン４と判定されると、ステ
ップ３３に進み、隣接する４つのブロックのデータを検
出データ記録器２０から読み出す。そしてステップ３４
に進むと、現在探索するブロックがパターン４であるの
で、ステップ４２に分岐する。このステップでは、図５
（ｅ）に示すように４つの参照可能ブロックの動きベク
トル位置が、図３（ａ）の▲で示す（０，−６）（＋
２，０）の位置と、△で示す（０，−３）（＋２，−
３）の位置とする。探索制御器３０は４つの参照ブロッ
クの動きベクトルの平均位置が今回の動きベクトルとな
る確率が高いと推定し、これらの位置の平均値を算出す
る。そして図７のステップ３５を経てステップ３６に進
むと、動きベクトル検出器４はこの位置を中心に周囲を
詳細に探索する。

【００４９】即ち、図３（ａ）において４つの参照可能
ブロックの平均動きベクトルの位置（基準点）は■で示
す（＋１，−３）となり、このポイントを中心に対象ブ
ロックのポイントを１画素ピッチで５×５−１＝２４の
ポイントを探索する。又その他のポイントについては図
３（ａ）の●で示すように４画素ピッチの３×３＝９の
ポイントを探索し、最も確からしい映像の移動先を判定
する。判定結果が得られると、図３（ｂ）に示すように
そのポイントを中心に２画素ピッチで前後左右のポイン
トを調べ、８回の探索で更に確からしい映像の移動先を
判定する。そして最後に図３（ｃ）に示すようにそのポ
イントを中心に１画素ピッチで前後左右のポイントを調
べ、８回の探索で最も確からしい映像の移動先を判定す
る。全探索領域の点と基準点と３ステップ法で検出した
探索点を比較し、動きベクトルを決定する。この場合の
探索回数は最も多い場合に、４＋２４＋９＋８＋８＝５
３回となる。

【００５０】以下同様にブロックＢ（１，１）〜Ｂ（９
８，１）の信号処理がこの探索法で実行される。そして
ブロックＢ（９９，１）に到来すると、ステップ３２で
探索制御器３０はこのブロックを図５（ｄ）に示すパタ
ーン３と判定する。この場合もステップ３３，３４を経
てステップ４２に進む。この場合は参照可能ブロックは
３個であるため、パターン４と比べ、探索回数が１回だ
け減少する。即ち図３（ａ）の△又は▲で示すポイント
が１つ欠けるため、探索制御器３０がこの３ポイントの
平均位置を求める。そしてステップ３５を介してステッ
プ３６に移ると、このポイントを中心に詳細探索を行
う。この場合の探索回数は最も多い場合で、３＋２４＋
９＋８＋８＝５２回となる。このように探索法を切換え
ることにより、ブロックＢ（９９，９９）まで信号処理
を続ける。

【００５１】以上のように本実施例では、近傍ブロック
の動きベクトルの検出データを用いて、対象ブロックの
動きベクトルの予測を行い、そのポイントを中心に詳細
探索を実施する。このため正しく予測された場合は、全
探索法の精度で動きベクトルを検出でき、予測がはずれ
た場合でも、少なくとも３ステップ法の探索精度で動き
ベクトルを検出できる。従ってこれを用いることによっ
て全体として全探索法に近い精度で映像データを圧縮符
号化することが可能となる。

【００５２】又、近傍ブロックからの予測により、正し
い動きベクトルが全探索の範囲に入る確率が高いほど、
動きベクトルの検出精度が高くなり、映像データの高能
率な圧縮符号化を行うことができる。そのために、近傍
のブロック数を増やしたり、動きベクトルの平均値以外
として、分散や度数分布などを利用することにより、よ
り詳細に探索する範囲を制御することも可能である。尚
図３（ａ）に示す第１ステップの■印のポイントの探索
や、（ｃ）に示す第３ステップの●印のポイントのよう
に画素ピッチの最も小さい探索を第１の探索手段とす
る。図３（ｂ）に示す第２ステップの●印のポイントの
探索や、図２（ａ）で示す●印のポイントの探索を第２
の探索手段とする。更に図３（ａ）に示すように画素ピ
ッチの最も大きい●印のポイントの探索を第３の探索手
段とする。

【００５３】ここでは、予測を行うブロックを同一フレ
ーム上の隣接するブロックとして説明を行ったが、ブロ
ック間の距離が少なくとも２以下であり、既に動きベク
トルが検出されたブロックを用いたり、前フレームある
いは後フレームの同一空間位置のブロックを用いても同
様に実現できる。又ここでは、詳細に探索する範囲にお
ける動きベクトルの検出と、大まかに探索する範囲にお
ける動きベクトルの検出を順次行うとしたが、それらを
並列に行い、動きベクトル検出の評価関数から得られる
評価値により、いずれか一方の探索方法を選択すること
もできる。更に、詳細に探索する範囲について動きベク
トルの検出を行い、その動きベクトル検出の評価値によ
り、詳細に探索する範囲から動きベクトルを決定する。
そしてもし動きベクトルがその範囲に存在しないと判断
した場合についてのみ、次に大まかに探索する範囲から
も動きベクトルの検出を行い、それらの動きベクトルの
評価値によりいずれか一方を選択することもできる。

【００５４】次に本発明の第２実施例における映像信号
符号化装置について、図面を参照しつつ説明する。図８
は第２実施例における映像信号符号化装置の全体構成を
示すブロック図である。本図において、バッファメモリ
１、ブロック化器２、切換器３、動きベクトル検出器
４、減算器５、直交変換器６、量子化器８、符号化器
９、逆量子化器１０、逆直交変換器１１、加算器１２、
フレームメモリ１３、予測信号生成器１４が設けられて
いることは従来例と同一であり、それらの説明は省略す
る。

【００５５】図８の検出データ記録器５０は、動きベク
トル検出器４から出力される各ブロックの動きベクトル
を一時保持するメモリである。ここで保持する動きベク
トルとは、現フレームの現在探索中のブロックの前方及
び前段に位置する近傍ブロックの動きベクトルである。
探索制御器６０は検出データ記録器５０のデータを読み
出し、現在探索中のブロックの最適動きベクトルを演算
するために、動きベクトルの予測を行う領域か、又は動
きベクトルの予測を行わない領域かを判定し、その判定
結果に基づき動きベクトルの探索方法を動きベクトル検
出器４に指示する制御器である。マッチング領域制御器
７０は、探索制御器６０より探索方法が指示されると、
対応する各画素の相関関係の演算対象となるマッチング
領域を決定し、そのマッチング領域を動きベクトル検出
器４に指示する制御器である。

【００５６】このように構成された第２実施例の映像信
号符号化装置の動作について説明する。先ず、１フレー
ム目の映像データはバッファメモリ１に格納される。格
納された１フレームの映像データはブロック化器２によ
り複数のブロックに分割され、１ブロックが縦８画素、
横８画素となる。１フレーム目の映像は予測データが存
在しないため、切換器３を用いて直交変換器６に直接入
力する。そして直交変換すると、その変換係数を量子化
器８により量子化し、符号化器９により符号化する。

【００５７】一方、量子化出力は逆量子化器１０によっ
て逆量子処理が施され、逆直交変換器１１により再び映
像データに変換される。このとき切換スイッチ３ｂは開
放され、加算器１２には予測データが与えられない。加
算器１２からの映像データはフレームメモリ１３に格納
され、次の動きベクトルの予測に用いられる。

【００５８】次に入力されたフレームの映像データはバ
ッファメモリ１に格納される。そしてブロック化器２に
より複数のブロックに分割される。夫々のブロックの映
像データは、１フレーム前の映像と対応する位置を基準
点として、動きベクトル検出器４により予め決められた
探索範囲内で、最もフレーム間予測誤差の少ない位置が
動きベクトルとして検出される。この動きベクトルの検
出データは検出データ記録器５０に記録され、探索制御
器６０とマッチング領域制御器７０により以後の動きベ
クトルの検出に記録データを利用する。

【００５９】次に、予測信号生成器１４により既に検出
した映像の基準位置から動きベクトル分変位させた予測
データを映像データとして生成し、符号化しようとする
ブロックとの差分データを減算器５が演算する。得られ
た差分データは空間的冗長性を除去するために直交変換
器６により直交変換され、その変換係数は量子化器８に
より量子化される。そして符号化器９により動きベクト
ルと共に符号化される。

【００６０】一方、量子化出力は逆量子化器１０によっ
て量子化器８と逆の処理が施され、直交変換器１１によ
り差分データに再び変換される。加算器１２によって、
この差分データに予測データが加えられると、元の映像
データに戻される。戻された映像データはフレームメモ
リ１３に格納され、次のブロック又は次のフレームの予
測に用いられる。

【００６１】本実施例の映像信号符号化装置では、動き
ベクトル検出時において、既に検出された動きベクトル
より対象ブロックの動きベクトルの予測を行う。予測さ
れた領域について詳細に動きベクトルの検出を行い、そ
の他の領域は動きベクトルの検出のマッチング領域を小
さくすることにより動きベクトルの検出を行う。動きベ
クトルの予測値は近傍のブロックの動きベクトルに近似
している場合が多いので、すでに検出された近傍ブロッ
クの動きベクトルを用いて対象ブロックの予測を行う。

【００６２】図９〜図１１は第２実施例における映像信
号符号化装置の探索制御方法を示す説明図である。図９
（ａ）〜（ｃ）に示すように、動きベクトルの探索を２
ステップ法で行い、動きベクトルの検出のマッチング領
域を水平８画素、垂直８画素で行うとする。この動きベ
クトルの検出で、１ブロックの信号処理に必要な演算量
は探索回数とマッチング領域の画素数の積に比例すると
考えられる。そこで、本実施例ではその積を一定に保ち
ながら予測を行うことにする。

【００６３】図９（ａ）〜（ｃ）は近傍のブロックより
動きベクトルの予測を行っていない場合の、動きベクト
ルの探索範囲とマッチング領域を表している。図９
（ａ）において●印は第１ステップによる２画素ピッチ
の７×７＝４９ポイントを探索する移動先を示し、○印
は探索の対象とならないポイントを示す。又図９（ｂ）
は第１ステップで確からしい動きベクトルの位置を推定
し、推測したポイントを中心に１画素ピッチで上下左右
のポイントの探索領域を示す説明図である。このように
近傍のブロックより動きベクトルの予測を行わない場
合、第１実施例と同様の２ステップ法の探索を行い、第
１ステップで７×７＝４９回の探索を行い、第２ステッ
プで８回の探索を行う。このため探索回数の合計は５７
回となり、図９（ｃ）で示すようにマッチング領域の画
素数が６４個であるため、全画素の演算回数は５７×６
４＝３６４８回となる。

【００６４】図１０は近傍のブロックより動きベクトル
の予測を行う場合の、動きベクトルの探索範囲とマッチ
ング領域を表している。図１０（ａ）に示すように対象
ブロックの予測された位置を中心とする特定領域、例え
ば５×５の領域は、●の範囲で示すように、基準点を中
心に１画素ピッチで全探索を行い、８ポイントを調べ
る。従って予測された領域の探索回数は最大２５回とな
り、マッチング領域が６４であるので、全画素の演算回
数は２５×６４＝１６００回となる。

【００６５】図１１（ａ），（ｂ）は、図１０（ａ）に
おいて○で示す予測されない領域における、動きベクト
ルの探索範囲とマッチング領域を表している。この場合
図１１（ａ）に示すように予測されない領域では、第１
ステップで動きベクトルの探索を２ステップ法で行い、
７×７−２×２＝４５ポイントの探索を行う。次に第２
ステップでは●の範囲で示すように、基準点を中心に１
画素ピッチで全探索を行い、５×５＝２５ポイントを調
べる。従って予測されない領域の探索回数は最大４５＋
８＝５３回となる。更にこの場合は予測されない領域の
相関の演算回数を減らすため、図１１（ｃ）の●の範囲
で示すように、マッチング領域を６×６＝６４画素とす
る。従って、全画素の演算量は５３×３６＝１９０８回
となる。ここで図１０に示す探索法による演算回数１６
００と、図１１に示す探索法による演算回数１９０８と
の総和は３５０８となる。

【００６６】ここで動きベクトル検出器４、探索制御器
５０、マッチング領域制御器７０の動作について図１
２，図１３のフローチャートを用いて説明する。動作が
開始すると、図１２のステップ７１で、１フレームの映
像を水平及び垂直方向に分割し、計１００×１００のブ
ロックとする。そして最初のブロックから信号処理を行
うためステップ７２に進み、探索制御器６０は動きベク
トルが予測されるブロックか、予測されないブロックか
を識別し、予測されるブロックについては予測動きベク
トルを決定する。

【００６７】ステップ７３に進み、動きベクトルの予測
を行うか否かを判定する。ここではブロックＢ（０，
０）では動きベクトルが予測できないので、ステップ７
４に分岐する。ステップ７４では、ブロックＢ（０，
０）が動きベクトルの予測なしのブロックであることを
動きベクトル検出器４に通知する。そうすると動きベク
トル検出器４は図９に示す２ステップ法の探索を行う。

【００６８】さて、図５のパターン１，２，３，４に示
すように、動きベクトルの予測を行うブロックと判定さ
れると、ステップ７３からステップ７６に分岐する。こ
のステップ７６では、近傍ブロックの動きベクトルを検
出データ記録器５０から読み出し、そのデータを動きベ
クトル検出器４に与える。そして次のステップ７７で
は、図１１（ａ）に示すように、動きベクトルの予測が
得られるブロックであって、その中の予測されない領域
についてはマッチング領域を決定する。即ち図１１
（ｃ）に示すようにマッチング領域を６×６とし、その
値をマッチング領域制御器７０に指令する。

【００６９】図１３のステップ７８に進むと、２ステッ
プ法で動きベクトルの探索を行う。次にステップ７９に
進み、図１０（ａ）のように予測された領域を探索する
ため、マッチング領域の拡張をマッチング領域制御器７
０に指令する。そしてステップ８０に進み、図１０
（ｂ）に示すようにマッチング領域を８×８に拡張し
て、全探索法を用いて動きベクトルを調べる。次のステ
ップ８１では、動きベクトル検出器４は、２ステップ法
で探索された点と、全探索法で探索された点について、
夫々画素単位の評価関数値を用いて、最適の動きベクト
ルを決定する。

【００７０】このようにステップ７５で得られたデータ
と、ステップ８１で得られたデータを該当ブロック位置
に応じて入力し、次のステップ８２では動きベクトル検
出器４で得られた最適動きベクトルを検出データ記録器
５０に記録する。

【００７１】以上のようにブロックＢ（Ｘ，Ｙ）の探索
を終えると、ステップ８３に進み、水平ブロックのカウ
ンタをインクリメントする。そしてステップ８４に進
み、水平ブロックのカウント値が１００になるまで、ス
テップ７２からステップ８３の処理を続ける。ブロック
Ｂ（９９，Ｙ）の探索が完了するとステップ８５に移
り、ブロックＢ（０，Ｙ＋１）からブロックＢ（９９，
Ｙ＋１）の探索を続ける。そしてステップ８６で最後の
ブロックＢ（９９，９９）の探索を完了すると、現フレ
ームの信号処理を終了する。

【００７２】以上のように図１０，図１１で示す動きベ
クトルの予測を行うブロックでの探索回数の総和は３５
０８となり、図９に示す近傍のブロックより動きベクト
ルの予測を行っていない場合と比較し、同じ程度の演算
回数に制御されることが分かる。

【００７３】以上のように本実施例では、近傍ブロック
の動きベクトルの検出データを用いて、対象ブロックの
動きベクトルを予測するに際し、正しく予測された場合
は全探索の精度で動きベクトルが検出でき、予測がはず
れた場合でも第２ステップ法に近い探索精度で動きベク
トルが検出される。こうして得られた動きベクトルを用
いることにより、全体として全探索法に近い精度で符号
化することが可能となる。

【００７４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１の発明によれば、近傍ブロックの動きベクトルの検出
データを用いて、対象ブロックの動きベクトルを予測を
行い、そのポイントを中心に詳細探索を行っている。こ
のため正しく予測された場合は、全探索法の精度で符号
化でき、予測がはずれた場合でも、少なくとも３ステッ
プ法の探索精度で符号化されるため、全体として全探索
法に近い精度で動きベクトルを検出し、映像データを圧
縮符号化することが可能となる。

【００７５】又本願の請求項７の発明によれば、対象ブ
ロックの動きベクトルを予測するに際し、正しく予測さ
れた場合は全探索の精度で符号化でき、予測がはずれた
場合でも第２ステップ法に近い探索精度で符号化され
る。従って予測の精度を高めることにより、全体として
全探索法に近い精度で動きベクトルを検出し、符号化す
ることが可能となる。又最適動きベクトルの探索方法の
種類に係わらず、その予測に伴う演算回数を一定値以下
にできるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における映像信号符号化装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例における動きベクトルの探索制御方
法（その１）の説明図である。

【図３】第１実施例における動きベクトルの探索制御方
法（その２）の説明図である。

【図４】第１実施例の映像信号符号化装置において、１
フレームの探索パターン領域の種類を示す説明図であ
る。

【図５】第１実施例の各探索パターン領域における探索
ブロックパターンを示す説明図である。

【図６】第１実施例における動きベクトルの探索動作を
示すフローチャート（その１）である。

【図７】第１実施例における動きベクトルの探索動作を
示すフローチャート（その２）である。

【図８】本発明の第２実施例における映像信号符号化装
置の構成を示すブロック図である。

【図９】第２実施例における動きベクトルの探索制御方
法（その１）の説明図である。

【図１０】第２実施例における動きベクトルの探索制御
方法（その２）の説明図である。

【図１１】第２実施例における動きベクトルの探索制御
方法（その３）の説明図である。

【図１２】第２実施例における動きベクトルの探索動作
を示すフローチャート（その１）である。

【図１３】第２実施例における動きベクトルの探索動作
を示すフローチャート（その２）である。

【図１４】従来の映像信号符号化装置の構成例を示すブ
ロック図である。

【図１５】従来例における動きベクトルの探索制御方法
（その１）の説明図である。

【図１６】従来例における動きベクトルの探索制御方法
（その１）の説明図である。

【図１７】従来例における動きベクトルの探索制御方法
（その１）の説明図である。

【符号の説明】

１バッファメモリ２ブロック化器３切換器３ａ，３ｂ切換スイッチ４動きベクトル検出器５減算器６直交変換器８量子化器９符号化器１０逆量子化器１１逆直交変換器１２加算器１３フレームメモリ１４予測信号生成器２０，５０検出データ記録器３０，６０探索制御器７０マッチング制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西野正一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム単位のデジタル映像信号を保持
するバッファメモリと、前記バッファメモリの信号を読み出し、１フレームを複
数のブロックに分割するブロック化器と、前フレームの映像信号を保持するフレームメモリと、前記ブロック化器により複数のブロックに分割された映
像信号と前記フレームメモリに保持された映像信号か
ら、フレーム間の映像の動きベクトルの検出を行う動き
ベクトル検出器と、前記動きベクトル検出器が検出した検出対象ブロックの
近傍ブロックにおける動きベクトルの検出データを記録
する検出データ記録器と、前記検出データ記録器に記録された近傍ブロックの動き
ベクトルより、検出対象ブロックの動きベクトルを予測
し、予測の得られたブロックではその予測領域の近傍の
動きベクトルを詳細に探索し、予測の得られないブロッ
クでは所定範囲の動きベクトルを大まかに探索する探索
制御器と、を具備することを特徴とする映像信号符号化
装置。
【請求項２】フレーム単位のデジタル映像信号を保持
するバッファメモリと、前記バッファメモリの信号を読み出し、１フレームを複
数のブロックに分割するブロック化器と、前フレームの映像信号を保持するフレームメモリと、前記ブロック化器により複数のブロックに分割された映
像信号と前記フレームメモリに保持された映像信号か
ら、フレーム間の映像の動きベクトルの検出を行う動き
ベクトル検出器と、前記動きベクトル検出器から出力される動きベクトルを
用いて符号化対象フレームとの差分を行うための映像デ
ータを生成する予測信号生成器と、前記ブロック化器の出力と前記予測信号生成器の出力の
差分値データを生成する減算器と、前記ブロック化器の出力又は前記減算器の出力を直交変
換する直交変換器と、前記直交変換器の出力を量子化する量子化器と、前記量子化器の出力を逆量子化する逆量子化器と、前記逆量子化器の出力を逆直交変換する逆直交変換器
と、前記逆直交変換器より得られた差分データに、前記予測
信号生成器の出力する映像データを加算し、前記フレー
ムメモリに映像データを与える加算器と、前記動きベクトル検出器が検出した検出対象ブロックの
近傍ブロックにおける動きベクトルの検出データを記録
する検出データ記録器と、前記検出データ記録器に記録された近傍ブロックの動き
ベクトルより、検出対象ブロックの動きベクトルを予測
し、予測の得られたブロックではその予測領域の近傍の
動きベクトルを詳細に探索し、予測の得られないブロッ
クでは所定範囲の動きベクトルを大まかに探索する探索
制御器、とを具備することを特徴とする映像信号符号化
装置。
【請求項３】前記近傍ブロックは、少なくとも前記検
出対象ブロックを含むフレーム内の既に検出された空間
的に隣接するブロックであることを特徴とする請求項１
又は２記載の映像信号符号化装置。
【請求項４】前記近傍ブロックは、少なくとも前記検
出対象ブロックを含むフレームの前フレーム又は後フレ
ームの同一空間位置のブロックであることを特徴とする
請求項１又は２記載の映像信号符号化装置。
【請求項５】前記動きベクトル検出器は、各ブロックの探索画素間隔をその密度の高い方から低い
方に分類して、第１の探索手段、第２の探索手段、第３
の探索手段の３つの動きベクトル探索手段を有するもの
であり、前記探索制御器は、検出対象ブロックの動きベクトルの検出を行うに際し、
近傍ブロックから動きベクトルが得られない場合は第２
の探索手段を用い、近傍ブロックから動きベクトルが得
られる場合は検出対象ブロックの詳細に探索する範囲に
対して第１の探索手段を用い、大まかに探索する範囲に
対して第３の探索手段を用いるものであることを特徴と
する請求項１又は２記載の映像符号化装置。
【請求項６】前記動きベクトル検出器において、前記第１の探索手段は、１画素ピッチで各ブロックの映
像をずらしてフレーム間の相関強度を探索する全探索手
段であり、前記第２の探索手段は、ｎ（ｎ＞２）画素ピッチで各ブ
ロックの映像をずらすことにより相関強度より最も相関
の強いブロックを検出し、更に検出された前記ブロック
の近傍のｍ（ｎ＞ｍ＞０）画素を１画素ピッチで各ブロ
ックの映像をずらし、フレーム間の相関強度を探索する
２ステップ探索手段であり、前記第３の探索手段は、ｓ（ｓ＞３）画素ピッチで各ブ
ロックの映像をずらし、次にｐ（ｓ＞ｐ＞１）画素ピッ
チで各ブロックの映像をずらし、最後に１画素ピッチで
各ブロックの映像をずらし、フレーム間の相関強度を探
索する３ステップ探索手段であることを特徴とする請求
項５記載の映像信号符号化装置。
【請求項７】前記探索制御器は、動きベクトルの検出対象ブロックにおける近傍ブロック
の参照可能ブロックのパターンに基づいて、異なる探索
制御方法を出力することを特徴とする請求項１又は２記
載の映像信号符号化装置。
【請求項８】フレーム単位のデジタル映像信号を保持
するバッファメモリと、前記バッファメモリの信号を読み出し、１フレームを複
数のブロックに分割するブロック化器と、前フレームの映像信号を保持するフレームメモリと、前記ブロック化器により複数のブロックに分割された映
像信号と前記フレームメモリに保持された映像信号か
ら、フレーム間の映像の動きベクトルの検出を行う動き
ベクトル検出器と、前記動きベクトル検出器が検出した検出対象ブロックの
近傍ブロックにおける動きベクトルの検出データを記録
する検出データ記録器と、前記検出データ記録器に記録された近傍ブロックの動き
ベクトルより、予測の行えない対象ブロックに対しては
大まかに探索を行い、予測の行える対象ブロックに対し
ては予測点を中心に一定範囲内で詳細に探索すると共に
前記一定範囲外では大まかに探索を行う探索制御器と、前記探索制御器が検出した予測の行えない対象ブロック
と予測の行える対象ブロックに対して、フレーム間の相
関強度の演算回数が一定となるよう、演算対象となる画
素のマッチング領域を前記動きベクトル検出器に指示す
るマッチング領域制御器と、を具備することを特徴とす
る映像信号符号化装置。
【請求項９】フレーム単位のデジタル映像信号を保持
するバッファメモリと、前記バッファメモリの信号を読み出し、１フレームを複
数のブロックに分割するブロック化器と、前フレームの映像信号を保持するフレームメモリと、前記ブロック化器により複数のブロックに分割された映
像信号と前記フレームメモリに保持された映像信号か
ら、フレーム間の映像の動きベクトルの検出を行う動き
ベクトル検出器と、前記動きベクトル検出器から出力される動きベクトルを
用いて符号化対象フレームとの差分を行うための映像デ
ータを生成する予測信号生成器と、前記ブロック化器の出力と前記予測信号生成器の出力の
差分値データを生成する減算器と、前記ブロック化器の出力又は前記減算器の出力を直交変
換する直交変換器と、前記直交変換器の出力を量子化する量子化器と、前記逆量子化器の出力を逆直交変換する逆直交変換器
と、前記逆直交変換器より得られた差分データに、前記予測
信号生成器の出力する映像データを加算し、前記フレー
ムメモリに映像データを与える加算器と、前記動きベクトル検出器が検出した検出対象ブロックの
近傍ブロックにおける動きベクトルの検出データを記録
する検出データ記録器と、前記検出データ記録器に記録された近傍ブロックの動き
ベクトルより、予測の行えない対象ブロックに対しては
大まかに探索を行い、予測の行える対象ブロックに対し
ては予測点を中心に一定範囲内で詳細に探索すると共に
前記一定範囲外では大まかに探索を行う探索制御器と、前記探索制御器が検出した予測の行えない対象ブロック
と予測の行える対象ブロック対して、フレーム間の相関
強度の演算回数が一定となるよう、演算対象となる画素
のマッチング領域を前記動きベクトル検出器に指示する
マッチング領域制御器と、を具備することを特徴とする
映像信号符号化装置。
【請求項１０】前記動きベクトル検出器は、各ブロックの探索画素間隔をその密度の高い方から低い
方に分類して、第１の探索手段、第２の探索手段の２つ
の動きベクトル探索手段を有するものであり、前記探索
制御器は、前記検出データ記録器に記録された近傍ブロックの動き
ベクトルより、予測の行えない対象ブロックに対しては
前記第２の探索手段を用いて探索を行い、予測の行える
対象ブロックに対しては予測点を中心に一定範囲内で前
記第１の探索手段を用い探索を行うと共に前記一定範囲
外では前記第２の探索手段を用いて探索を行うものであ
ることを特徴とする請求項８又は９記載の映像信号符号
化装置。
【請求項１１】前記動きベクトル検出器において、前記第１の探索手段は、１画素ピッチで各ブロックの映
像をずらしてフレーム間の相関強度を探索する全探索手
段であり、前記第２の探索手段は、ｎ（ｎ＞２）画素ピッチで各ブ
ロックの映像をずらすことにより相関強度より最も相関
の強いブロックを検出し、更に検出された前記ブロック
の近傍のｍ（ｎ＞ｍ＞０）画素を１画素ピッチで各ブロ
ックの映像をずらし、フレーム間の相関強度を探索する
２ステップ探索手段であることを特徴とする請求項１０
記載の映像信号符号化装置。