JPH0865679A - 動画像符号化装置及び動画像復号装置 - Google Patents
動画像符号化装置及び動画像復号装置Info
- Publication number
- JPH0865679A JPH0865679A JP6197061A JP19706194A JPH0865679A JP H0865679 A JPH0865679 A JP H0865679A JP 6197061 A JP6197061 A JP 6197061A JP 19706194 A JP19706194 A JP 19706194A JP H0865679 A JPH0865679 A JP H0865679A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- interpolation
- motion vector
- point motion
- unit
- Prior art date
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 復号装置側でフレームを内挿する時に、任意
形状の四角形領域に画像を分割して補間を行い、符号化
側で間引かれた画像を復号側で良好な画質で再生するよ
うにし、動画像の時間時解像度を向上させる。 【構成】 四角形領域検出/分割部104はフレームメ
モリに格納された参照フレーム上で四角形領域の格
子点の位置を検出して位置情報を作成し、画像を格子点
に囲まれた四角形領域に分割する。動きベクトル検出部
105は四角形領域検出/分割部104で作成した参照
フレームの四角形領域の各格子点に対応する別のフレ
ームメモリに格納された参照フレームにおける格子
点を検出し、対応する格子点間の動き量を計算する。補
間フレーム作成部107は参照フレーム,と、補間
フレームおよび参照フレーム,の格子点位置情報を
用いて、参照フレーム,の四角形領域を形状変換し
て補間フレーム上の四角形領域を合成する。
形状の四角形領域に画像を分割して補間を行い、符号化
側で間引かれた画像を復号側で良好な画質で再生するよ
うにし、動画像の時間時解像度を向上させる。 【構成】 四角形領域検出/分割部104はフレームメ
モリに格納された参照フレーム上で四角形領域の格
子点の位置を検出して位置情報を作成し、画像を格子点
に囲まれた四角形領域に分割する。動きベクトル検出部
105は四角形領域検出/分割部104で作成した参照
フレームの四角形領域の各格子点に対応する別のフレ
ームメモリに格納された参照フレームにおける格子
点を検出し、対応する格子点間の動き量を計算する。補
間フレーム作成部107は参照フレーム,と、補間
フレームおよび参照フレーム,の格子点位置情報を
用いて、参照フレーム,の四角形領域を形状変換し
て補間フレーム上の四角形領域を合成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像符号化装置及び
動画像復号装置に関し、より詳細には、ディジタル画像
処理における画像データを高能率で符号化する動画像符
号化装置及び動画像復号装置に関する。
動画像復号装置に関し、より詳細には、ディジタル画像
処理における画像データを高能率で符号化する動画像符
号化装置及び動画像復号装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より動画像符号化方式では、時間的
に相前後するフレームを適当な間隔で間引いて符号量を
低減する方法が採用されている。この時、復号側で滑ら
かな動きを再現するために、フレーム内挿の技術が重要
となる。このフレーム内挿に関する公知文献としては、
例えば、「両方向動きベクトルを用いた動画像のフレー
ム内挿方式」(1990年画像符号化シンポジウム8-3,pp.1
81-184)がある。
に相前後するフレームを適当な間隔で間引いて符号量を
低減する方法が採用されている。この時、復号側で滑ら
かな動きを再現するために、フレーム内挿の技術が重要
となる。このフレーム内挿に関する公知文献としては、
例えば、「両方向動きベクトルを用いた動画像のフレー
ム内挿方式」(1990年画像符号化シンポジウム8-3,pp.1
81-184)がある。
【0003】図11は、従来のフレーム内挿方式の一例
を示す図である。図11では時間方向に四枚のフレーム
が並び、補間フレーム,は符号化側で間引かれたフ
レームである。復号側でこれらの間引かれたフレームを
補間する際には、参照フレームの各正方形あるいは長方
形格子(以後、ブロックと呼ぶ)がもつ動きベクトルを
利用する。例えば、補間フレームを作成するときに、
参照フレームから参照フレームへの動きベクトルM
VPCを利用する。
を示す図である。図11では時間方向に四枚のフレーム
が並び、補間フレーム,は符号化側で間引かれたフ
レームである。復号側でこれらの間引かれたフレームを
補間する際には、参照フレームの各正方形あるいは長方
形格子(以後、ブロックと呼ぶ)がもつ動きベクトルを
利用する。例えば、補間フレームを作成するときに、
参照フレームから参照フレームへの動きベクトルM
VPCを利用する。
【0004】参照フレーム上のブロックBPの位置を
(X,Y)、動きベクトルMVPC=(Vx,Vy)とする
と、図11の補間ブロックBilの位置(Xi,Yi)は、 Xi=X+aVx Yi=Y+aVy …(1) と表すことができる。ここで、aは二枚の参照フレーム
と参照フレームとを補間フレームに対してa:1−
aに内分する比である。補間ブロックBil、参照フレー
ム上のブロックBC、参照フレーム上のブロックBP
内の対応する画素をα,β,γとすると、 α=(1−a)γ+αβ …(2) で表せる。
(X,Y)、動きベクトルMVPC=(Vx,Vy)とする
と、図11の補間ブロックBilの位置(Xi,Yi)は、 Xi=X+aVx Yi=Y+aVy …(1) と表すことができる。ここで、aは二枚の参照フレーム
と参照フレームとを補間フレームに対してa:1−
aに内分する比である。補間ブロックBil、参照フレー
ム上のブロックBC、参照フレーム上のブロックBP
内の対応する画素をα,β,γとすると、 α=(1−a)γ+αβ …(2) で表せる。
【0005】従来の動画像の画像データ送受信装置につ
いて記載した公知文献としては、例えば、特開平5−2
68598号公報がある。この公報のものは、少ない伝
送データ量で動きのスムーズな動画を表示するために、
画像データ生成手段は、複数のフレーム間隔にわたる2
つのフレーム間におけるブロックの動きベクトルと、先
のフレームの画像データとに基づいて後のフレームの画
像データを生成し、補間手段は、前記動きベクトルと前
記両フレームの少なくとも一方の画像データとに基づい
て両フレームの間のフレームの画像データを補間するも
のである。
いて記載した公知文献としては、例えば、特開平5−2
68598号公報がある。この公報のものは、少ない伝
送データ量で動きのスムーズな動画を表示するために、
画像データ生成手段は、複数のフレーム間隔にわたる2
つのフレーム間におけるブロックの動きベクトルと、先
のフレームの画像データとに基づいて後のフレームの画
像データを生成し、補間手段は、前記動きベクトルと前
記両フレームの少なくとも一方の画像データとに基づい
て両フレームの間のフレームの画像データを補間するも
のである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来例では、図11の参照フレームあるいは上のブ
ロックの位置をもとに、補間フレーム上で参照フレーム
上のブロックに対応する位置の画素を計算するものであ
る。従って、図12に示すように、補間フレーム上で補
間されたブロックが互いに重なり合ったり、間隙が生じ
たりすることになり、視覚的に良好な補間フレームの作
成ができないという問題点があった。これは補間フレー
ムを作成する際にブロックの形状を変化させないために
生じるもので、各ブロックの動きベクトルが全て同一で
ない限り必ず生じる問題であった。
従来例では、図11の参照フレームあるいは上のブ
ロックの位置をもとに、補間フレーム上で参照フレーム
上のブロックに対応する位置の画素を計算するものであ
る。従って、図12に示すように、補間フレーム上で補
間されたブロックが互いに重なり合ったり、間隙が生じ
たりすることになり、視覚的に良好な補間フレームの作
成ができないという問題点があった。これは補間フレー
ムを作成する際にブロックの形状を変化させないために
生じるもので、各ブロックの動きベクトルが全て同一で
ない限り必ず生じる問題であった。
【0007】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、復号装置側でフレームを内挿する時に、任意
形状の四角形領域に画像を分割して補間を行い、符号化
側で間引かれた画像を復号側で良好な画質で再生するよ
うにし、動画像の時間的解像度を向上させるようにした
動画像符号化装置及び動画像復号装置を提供することを
目的としている。
たもので、復号装置側でフレームを内挿する時に、任意
形状の四角形領域に画像を分割して補間を行い、符号化
側で間引かれた画像を復号側で良好な画質で再生するよ
うにし、動画像の時間的解像度を向上させるようにした
動画像符号化装置及び動画像復号装置を提供することを
目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)第一および第二の復号フレームの
間に補間フレームを作成する動画像復号装置であって、
第一の復号フレームを格子点で囲まれる四角形領域に分
割する四角形領域検出/分割部と、前記各格子点に対応
する第二の復号フレーム上の格子点位置を求めて、前記
第一,第二の復号フレーム間の格子点動きベクトルを検
出する格子点動きベクトル検出部と、前記格子点動きベ
クトルをもとに前記補間フレームに対する格子点動きベ
クトルを算出し、前記補間フレーム上の格子点位置を求
める補間フレーム動きベクトル計算部と、前記補間フレ
ーム上の格子点で囲まれる各四角形領域について、前記
第一の復号フレームと前記第二の復号フレームの一方、
もしくは両者の対応する各四角形領域を形状変換して補
間フレーム上の四角形領域を合成する補間フレーム作成
部とを具備することにより、前記第一の復号フレームと
前記第二の復号フレームの一方、もしくは両方から前記
補間フレームを作成すること、更には、(2)前記第一
のフレームと前記補間フレームとの時間間隔と、前記第
二の復号フレームと前記補間フレームとの時間間隔との
差があらかじめ定められたしきた値より小さい場合に
は、前記第一および第二の復号フレームを用いて前記補
間フレームを作成し、それ以外の場合は、前記補間フレ
ームに時間的に近い側の前記復号フレームを用いて、前
記補間フレームを作成すること、更には、(3)前記
(1)又は(2)において、前記第一および第二の復号
フレームを用いて前記補間フレームを作成する際には、
前記第一の復号フレームを用いて第一の補間フレームを
作成し、前記第二の復号フレームを用いて第二の補間フ
レームを作成し、前記補間フレームと前記第一および第
二の復号フレームとの時間的間隔に応じて、前記第一お
よび第二の補間フレームを加重平均して前記補間フレー
ムを得ること、更には、(4)前記(1),(2)又は
(3)において、前記四角形領域の全て、あるいは一部
に対する前記格子点動きベクトルが符号化データに含ま
れる場合には、前記格子点動きベクトルを含む四角形領
域の補間については、前記格子点動きベクトル検出部を
用いず、符号化データに含まれる格子点動きベクトルを
利用し、前記符号化データに格子点動きベクトルを含ま
ない四角形領域の補間については、前記格子点動きベク
トル検出部で作られた格子点動きベクトルを利用するこ
と、或いは、(5)画像を複数個の四角形領域に分割
し、前記四角形領域の格子点の動きベクトルを用いて前
記四角形領域を形状変換して予測画像を作成し、前記予
測画像と原画像との予測誤差を符号化する動画像符号化
装置であって、特定のフレームを予測誤差を伝送せず、
復号側で参照フレームから合成する補間フレームとして
定める補間フレーム決定部と、前記補間フレームに対し
ては補間フレームであることを示す情報、および復号側
の補間で用いる参照フレームの位置があらかじめ定めら
れていない場合は、参照フレームの位置を示す情報とを
伝送する符号化部とを備えたこと、更には、(6)前記
(5)において、符号化側で前記補間フレームに対する
格子点動きベクトルを検出する補間フレーム格子点動き
ベクトル検出部と、前記格子点動きベクトル情報を伝送
する符号化部とを備えたこと、更には、(7)前記
(5)又は(6)において、前記補間フレームを構成す
る各四角形領域に対して原画像との誤差を計算する誤差
量計算部と、前記誤差があらかじめ定められたしきい値
を越える四角形領域に対しては、原画像上の該四角形領
域を符号化する符号化手段、もしくは該四角形領域にお
ける原画像と前記補間フレームとの予測誤差情報を符号
化する符号化手段とを備えたこと、更には、(8)請求
項5記載の動画像符号化装置で作成された符号化データ
を復号するために、符号化データに含まれる補間フレー
ムであることを示す情報と、復号側の補間で用いる参照
フレームの位置があらかじめ定められていない場合は参
照フレームの位置を示す情報とをもちいて、参照フレー
ムから補間フレームを作成する補間フレーム作成部を備
えたこと、更には、(9)前記(8)において、請求項
6記載の動画像符号化装置で作成された符号化データを
復号するために、符号化データに含まれる補間フレーム
に対する格子点動きベクトルの情報をもちいて、参照フ
レームから補間フレームを作成する補間フレーム作成部
を備えたこと、更には、(10)前記(8)又は(9)
において、請求項7記載の動画像符号化装置で作成され
た符号化データを復号するために、符号化データに含ま
れる原画像と補間画像との予測誤差情報、もしくは原画
像情報をもちいて前記四角形領域を作成する作成手段と
を備えたことを特徴としたものである。
決するために、(1)第一および第二の復号フレームの
間に補間フレームを作成する動画像復号装置であって、
第一の復号フレームを格子点で囲まれる四角形領域に分
割する四角形領域検出/分割部と、前記各格子点に対応
する第二の復号フレーム上の格子点位置を求めて、前記
第一,第二の復号フレーム間の格子点動きベクトルを検
出する格子点動きベクトル検出部と、前記格子点動きベ
クトルをもとに前記補間フレームに対する格子点動きベ
クトルを算出し、前記補間フレーム上の格子点位置を求
める補間フレーム動きベクトル計算部と、前記補間フレ
ーム上の格子点で囲まれる各四角形領域について、前記
第一の復号フレームと前記第二の復号フレームの一方、
もしくは両者の対応する各四角形領域を形状変換して補
間フレーム上の四角形領域を合成する補間フレーム作成
部とを具備することにより、前記第一の復号フレームと
前記第二の復号フレームの一方、もしくは両方から前記
補間フレームを作成すること、更には、(2)前記第一
のフレームと前記補間フレームとの時間間隔と、前記第
二の復号フレームと前記補間フレームとの時間間隔との
差があらかじめ定められたしきた値より小さい場合に
は、前記第一および第二の復号フレームを用いて前記補
間フレームを作成し、それ以外の場合は、前記補間フレ
ームに時間的に近い側の前記復号フレームを用いて、前
記補間フレームを作成すること、更には、(3)前記
(1)又は(2)において、前記第一および第二の復号
フレームを用いて前記補間フレームを作成する際には、
前記第一の復号フレームを用いて第一の補間フレームを
作成し、前記第二の復号フレームを用いて第二の補間フ
レームを作成し、前記補間フレームと前記第一および第
二の復号フレームとの時間的間隔に応じて、前記第一お
よび第二の補間フレームを加重平均して前記補間フレー
ムを得ること、更には、(4)前記(1),(2)又は
(3)において、前記四角形領域の全て、あるいは一部
に対する前記格子点動きベクトルが符号化データに含ま
れる場合には、前記格子点動きベクトルを含む四角形領
域の補間については、前記格子点動きベクトル検出部を
用いず、符号化データに含まれる格子点動きベクトルを
利用し、前記符号化データに格子点動きベクトルを含ま
ない四角形領域の補間については、前記格子点動きベク
トル検出部で作られた格子点動きベクトルを利用するこ
と、或いは、(5)画像を複数個の四角形領域に分割
し、前記四角形領域の格子点の動きベクトルを用いて前
記四角形領域を形状変換して予測画像を作成し、前記予
測画像と原画像との予測誤差を符号化する動画像符号化
装置であって、特定のフレームを予測誤差を伝送せず、
復号側で参照フレームから合成する補間フレームとして
定める補間フレーム決定部と、前記補間フレームに対し
ては補間フレームであることを示す情報、および復号側
の補間で用いる参照フレームの位置があらかじめ定めら
れていない場合は、参照フレームの位置を示す情報とを
伝送する符号化部とを備えたこと、更には、(6)前記
(5)において、符号化側で前記補間フレームに対する
格子点動きベクトルを検出する補間フレーム格子点動き
ベクトル検出部と、前記格子点動きベクトル情報を伝送
する符号化部とを備えたこと、更には、(7)前記
(5)又は(6)において、前記補間フレームを構成す
る各四角形領域に対して原画像との誤差を計算する誤差
量計算部と、前記誤差があらかじめ定められたしきい値
を越える四角形領域に対しては、原画像上の該四角形領
域を符号化する符号化手段、もしくは該四角形領域にお
ける原画像と前記補間フレームとの予測誤差情報を符号
化する符号化手段とを備えたこと、更には、(8)請求
項5記載の動画像符号化装置で作成された符号化データ
を復号するために、符号化データに含まれる補間フレー
ムであることを示す情報と、復号側の補間で用いる参照
フレームの位置があらかじめ定められていない場合は参
照フレームの位置を示す情報とをもちいて、参照フレー
ムから補間フレームを作成する補間フレーム作成部を備
えたこと、更には、(9)前記(8)において、請求項
6記載の動画像符号化装置で作成された符号化データを
復号するために、符号化データに含まれる補間フレーム
に対する格子点動きベクトルの情報をもちいて、参照フ
レームから補間フレームを作成する補間フレーム作成部
を備えたこと、更には、(10)前記(8)又は(9)
において、請求項7記載の動画像符号化装置で作成され
た符号化データを復号するために、符号化データに含ま
れる原画像と補間画像との予測誤差情報、もしくは原画
像情報をもちいて前記四角形領域を作成する作成手段と
を備えたことを特徴としたものである。
【0009】
【作用】本発明では、画像を複数個の四角形領域に分割
し、各四角形領域の格子点動きベクトルを利用して画像
の補間を行うため、格子点の移動に伴って四角形領域が
変形するので、補間フレーム上での四角形領域の重なり
や隙間が生じることなく、補間フレームを作成すること
が可能である。 (1)請求項1記載の動画像復号装置では、復号装置側
で四角形領域の格子点のフレーム間における動きベクト
ルを検出するため、符号化方法にかかわらず、補間フレ
ーム上で四角形領域の重なりや隙間の生じない画像の作
成が可能である。 (2)請求項2記載の動画像復号装置では、復号装置側
で復号フレームと補間フレームとの時間間隔によって、
補間フレームを作成するのに用いる復号フレームを切り
替えることができるため、視覚的に良好な補間フレーム
の作成が可能である。
し、各四角形領域の格子点動きベクトルを利用して画像
の補間を行うため、格子点の移動に伴って四角形領域が
変形するので、補間フレーム上での四角形領域の重なり
や隙間が生じることなく、補間フレームを作成すること
が可能である。 (1)請求項1記載の動画像復号装置では、復号装置側
で四角形領域の格子点のフレーム間における動きベクト
ルを検出するため、符号化方法にかかわらず、補間フレ
ーム上で四角形領域の重なりや隙間の生じない画像の作
成が可能である。 (2)請求項2記載の動画像復号装置では、復号装置側
で復号フレームと補間フレームとの時間間隔によって、
補間フレームを作成するのに用いる復号フレームを切り
替えることができるため、視覚的に良好な補間フレーム
の作成が可能である。
【0010】(3)請求項3記載の動画像復号装置で
は、復号装置側で二枚の復号フレームを用いて補間フレ
ームを作成する際には、各々の復号フレームを用いて二
枚の補間フレームを作成し、補間フレームと二枚の復号
フレームとの時間的間隔に応じて、二枚の補間フレーム
を加重平均して補間フレームを得るため、視覚的に良好
な補間フレームの作成が可能である。 (4)請求項4記載の動画像復号装置では、復号装置側
で使用する格子点動きベクトルとして、符号化側で作成
した格子点動きベクトルを使用することができるので、
復号装置側に格子点動きベクトル検出のための回路が不
要である。また、参照フレームの四角形領域の全てある
いは一部が格子点動きベクトルをもたない場合は、復号
側で独自に各格子点の動きベクトルを検出できるので、
いかなるフレームにおいてもフレームとフレームとの間
に補間フレームを作成することが可能である。
は、復号装置側で二枚の復号フレームを用いて補間フレ
ームを作成する際には、各々の復号フレームを用いて二
枚の補間フレームを作成し、補間フレームと二枚の復号
フレームとの時間的間隔に応じて、二枚の補間フレーム
を加重平均して補間フレームを得るため、視覚的に良好
な補間フレームの作成が可能である。 (4)請求項4記載の動画像復号装置では、復号装置側
で使用する格子点動きベクトルとして、符号化側で作成
した格子点動きベクトルを使用することができるので、
復号装置側に格子点動きベクトル検出のための回路が不
要である。また、参照フレームの四角形領域の全てある
いは一部が格子点動きベクトルをもたない場合は、復号
側で独自に各格子点の動きベクトルを検出できるので、
いかなるフレームにおいてもフレームとフレームとの間
に補間フレームを作成することが可能である。
【0011】(5)請求項5,8記載の動画像符号化装
置および復号装置では、符号化側で補間フレームを定め
ることができ、また、補間フレームを作成するための参
照フレームを符号化側で選択することができるため、視
覚的に良好な画像の作成が可能である。 (6)請求項6,9記載の動画像符号化装置および復号
装置では、補間フレームを作成するので、四角形領域毎
に補間フレームの格子点動きベクトルの情報を符号化デ
ータにもつため、復号側で独立して格子点動きベクトル
を検出するのに比べて視覚的に良好な画像の作成が可能
である。 (7)請求項7,10記載の動画像符号化装置および復
号装置では、各四角形領域において補間フレームの原画
像に対する誤差があるしきい値を越えた場合、補間フレ
ームであっても原画像の四角形領域の画素値あるいは原
画像と補間フレームとの予測誤差を符号化するため、視
覚的に良好な画像の作成が可能である。
置および復号装置では、符号化側で補間フレームを定め
ることができ、また、補間フレームを作成するための参
照フレームを符号化側で選択することができるため、視
覚的に良好な画像の作成が可能である。 (6)請求項6,9記載の動画像符号化装置および復号
装置では、補間フレームを作成するので、四角形領域毎
に補間フレームの格子点動きベクトルの情報を符号化デ
ータにもつため、復号側で独立して格子点動きベクトル
を検出するのに比べて視覚的に良好な画像の作成が可能
である。 (7)請求項7,10記載の動画像符号化装置および復
号装置では、各四角形領域において補間フレームの原画
像に対する誤差があるしきい値を越えた場合、補間フレ
ームであっても原画像の四角形領域の画素値あるいは原
画像と補間フレームとの予測誤差を符号化するため、視
覚的に良好な画像の作成が可能である。
【0012】
【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図1は、本発明による動画像復号装置の一実施例
(請求項1)を説明するための構成図で、図中、101
は動画像復号部、102は第2のフレームメモリ、10
3は第1のフレームメモリ、104は四角形領域検出/
分割部、105は格子詞動きベクトル検出部、106は
補間フレーム格子点動きベクトル計算部、107は補間
フレーム作成部、108はセレクタ、109は表示部で
ある。
する。図1は、本発明による動画像復号装置の一実施例
(請求項1)を説明するための構成図で、図中、101
は動画像復号部、102は第2のフレームメモリ、10
3は第1のフレームメモリ、104は四角形領域検出/
分割部、105は格子詞動きベクトル検出部、106は
補間フレーム格子点動きベクトル計算部、107は補間
フレーム作成部、108はセレクタ、109は表示部で
ある。
【0013】動画像復号部101は、例えば、可変長復
号部、逆量子化部、逆直交変換部、動き補償部などから
なる。第2のフレームメモリ102と第1のフレームメ
モリ103は、動画像復号部101で復号された復号フ
レームを格納するフレームメモリである。なお、第1の
フレームメモリ103と、第2のフレームメモリ102
に格納された復号フレームを、各々参照フレーム、参
照フレームと呼ぶことにする。
号部、逆量子化部、逆直交変換部、動き補償部などから
なる。第2のフレームメモリ102と第1のフレームメ
モリ103は、動画像復号部101で復号された復号フ
レームを格納するフレームメモリである。なお、第1の
フレームメモリ103と、第2のフレームメモリ102
に格納された復号フレームを、各々参照フレーム、参
照フレームと呼ぶことにする。
【0014】補間フレームを作成するときには、参照フ
レームを図2に示すような変形格子によって複数個の四
角形領域に分割する方法をとる。この分割方法について
記載した公知文献としては、例えば、「Very Low Bitra
te Video Coder using Warping Prediction」(1993年
画像符号化シンポジウム8-7,pp.167-168)、及び「画像
の適応的可変ブロック形状KL変換符号化」(1991年画
像符号化シンポジウム8-14,pp.235-238)がある。
レームを図2に示すような変形格子によって複数個の四
角形領域に分割する方法をとる。この分割方法について
記載した公知文献としては、例えば、「Very Low Bitra
te Video Coder using Warping Prediction」(1993年
画像符号化シンポジウム8-7,pp.167-168)、及び「画像
の適応的可変ブロック形状KL変換符号化」(1991年画
像符号化シンポジウム8-14,pp.235-238)がある。
【0015】この変形格子の各頂点を以後、格子点と呼
び、この格子点は、図2では、〇で表されている。四角
形領域検出/分割部104は、参照フレーム上で四角
形領域の格子点の位置を検出して位置情報を作成し、画
像を図2に示すような格子点に囲まれた四角形領域に分
割する。動きベクトル検出部105は、四角形領域検出
/分割部104で作成した参照フレームの四角形領域
の各格子点に対応する別の参照フレームにおける格子
点を検出し、対応する格子点間の動き量を計算する。
び、この格子点は、図2では、〇で表されている。四角
形領域検出/分割部104は、参照フレーム上で四角
形領域の格子点の位置を検出して位置情報を作成し、画
像を図2に示すような格子点に囲まれた四角形領域に分
割する。動きベクトル検出部105は、四角形領域検出
/分割部104で作成した参照フレームの四角形領域
の各格子点に対応する別の参照フレームにおける格子
点を検出し、対応する格子点間の動き量を計算する。
【0016】補間フレーム格子点動きベクトル計算部1
06は、参照フレームおよびの間の格子点動きベク
トルを参照フレームと補間フレームとの間の動きベクト
ルに計算し直す。補間フレーム作成部107は、参照フ
レーム,と、補間フレームおよび参照フレーム,
の格子点位置情報を用いて、参照フレーム,の四
角形領域を形状変換して補間フレーム上の四角形領域を
合成する。セレクタ108は、参照フレーム,と補
間フレーム作成部107で作られた補間フレームとを表
示時間の早い順番に選択する。表示部109は、参照フ
レームおよび補間フレームを表示する。
06は、参照フレームおよびの間の格子点動きベク
トルを参照フレームと補間フレームとの間の動きベクト
ルに計算し直す。補間フレーム作成部107は、参照フ
レーム,と、補間フレームおよび参照フレーム,
の格子点位置情報を用いて、参照フレーム,の四
角形領域を形状変換して補間フレーム上の四角形領域を
合成する。セレクタ108は、参照フレーム,と補
間フレーム作成部107で作られた補間フレームとを表
示時間の早い順番に選択する。表示部109は、参照フ
レームおよび補間フレームを表示する。
【0017】次に、図1における四角形領域検出/分割
部について説明する。図3(a)〜(e)は、四角形領
域の検出方法を示す説明図である。 図3(a)に示すように、画像をN画素×M画素の
大きさの一様な長方形ブロックに分割する。 図3(a)において、格子点Pを取り囲む4ブロッ
クA,B,C,Dの各々に対してブロック内分散dA,
dB,dC,dDを計算する。 D1=dA+dB+dC+dDを計算する。
部について説明する。図3(a)〜(e)は、四角形領
域の検出方法を示す説明図である。 図3(a)に示すように、画像をN画素×M画素の
大きさの一様な長方形ブロックに分割する。 図3(a)において、格子点Pを取り囲む4ブロッ
クA,B,C,Dの各々に対してブロック内分散dA,
dB,dC,dDを計算する。 D1=dA+dB+dC+dDを計算する。
【0018】 格子点Pを上下左右に1画素づつ移動
させ、図3(b)〜(e)に示すように、新たにできた
四角形領域に対してもD2,D3,D4,D5を計算す
る。 D1〜D5の中で最小値を選択し、格子点Pを最小
値をとる位置に移動させる。 前記〜の処理を各格子点に対して一回ずつ行
う。 前記を画像全体に対して、四角形の形状が変化し
なくなるまで行う。
させ、図3(b)〜(e)に示すように、新たにできた
四角形領域に対してもD2,D3,D4,D5を計算す
る。 D1〜D5の中で最小値を選択し、格子点Pを最小
値をとる位置に移動させる。 前記〜の処理を各格子点に対して一回ずつ行
う。 前記を画像全体に対して、四角形の形状が変化し
なくなるまで行う。
【0019】次に、図1における格子点動きベクトル検
出部について説明する。格子点動きベクトル検出部10
5では、参照フレームの格子点の位置を検出し、参照
フレームの格子点に対する動きベクトルを求める。こ
の方法は、“後方動き推定”と呼ばれるものであり、最
初に参照フレーム上の格子を決め、その後、参照フレ
ーム上の格子が決定される。これに対して、“前方動
き推定”という手法がとられることもある。これは最初
に参照フレーム上で格子(通常は一様格子)を定め、
その後、参照フレーム上の格子点が決定される。本発
明はどちらの場合も用いることができるが、以後は簡単
のため、“後方動き推定”を例にとって説明する。
出部について説明する。格子点動きベクトル検出部10
5では、参照フレームの格子点の位置を検出し、参照
フレームの格子点に対する動きベクトルを求める。こ
の方法は、“後方動き推定”と呼ばれるものであり、最
初に参照フレーム上の格子を決め、その後、参照フレ
ーム上の格子が決定される。これに対して、“前方動
き推定”という手法がとられることもある。これは最初
に参照フレーム上で格子(通常は一様格子)を定め、
その後、参照フレーム上の格子点が決定される。本発
明はどちらの場合も用いることができるが、以後は簡単
のため、“後方動き推定”を例にとって説明する。
【0020】参照フレーム上の格子点が、参照フレー
ム上のどの位置に動いたかを検出する場合、参照フレ
ーム上の格子点とその近傍の画素からなる領域を取
り、この領域が参照フレーム上のどの領域と一致する
かを調べる方法が用いられる。具体的には、参照フレー
ム上の格子点を中心としたM画素×N画素の領域を考
え、参照フレーム上で同じ大きさの領域との一致度を
調べ、最も一致度のよい領域の中心を格子点の移動先と
する。領域の一致度としては領域内の画素値の誤差の絶
対値和や絶対値重みつき和が用いられる。
ム上のどの位置に動いたかを検出する場合、参照フレ
ーム上の格子点とその近傍の画素からなる領域を取
り、この領域が参照フレーム上のどの領域と一致する
かを調べる方法が用いられる。具体的には、参照フレー
ム上の格子点を中心としたM画素×N画素の領域を考
え、参照フレーム上で同じ大きさの領域との一致度を
調べ、最も一致度のよい領域の中心を格子点の移動先と
する。領域の一致度としては領域内の画素値の誤差の絶
対値和や絶対値重みつき和が用いられる。
【0021】次に、図1における補間フレーム格子点動
きベクトル計算部について説明する。補間フレーム格子
点動きベクトル計算部106では、格子点動きベクトル
検出部105から出力される格子点動きベクトルをもと
にして、参照フレームから補間フレームへの格子点動
きベクトルを計算する。例えば、図2において、ある格
子点の参照フレームから参照フレームへの動きベク
トルが(mVx,mVy)であり、補間フレームが参照フ
レームと参照フレームとを時間的に1−a:aに内
分する位置にあったとすると、参照フレームから補間
フレームへの動きベクトル(mVhx,mVhy)は次式で
表せる。
きベクトル計算部について説明する。補間フレーム格子
点動きベクトル計算部106では、格子点動きベクトル
検出部105から出力される格子点動きベクトルをもと
にして、参照フレームから補間フレームへの格子点動
きベクトルを計算する。例えば、図2において、ある格
子点の参照フレームから参照フレームへの動きベク
トルが(mVx,mVy)であり、補間フレームが参照フ
レームと参照フレームとを時間的に1−a:aに内
分する位置にあったとすると、参照フレームから補間
フレームへの動きベクトル(mVhx,mVhy)は次式で
表せる。
【0022】 mVhx=a*mVx …(3) mVhy=a*mVy …(4) この補間フレーム上の動きベクトル(mVhx,mVhy)
を使って補間フレーム作成部107で各四角形領域毎に
参照フレームからの補間画像を作成し、補間フレーム
の四角形領域の画像として出力する。
を使って補間フレーム作成部107で各四角形領域毎に
参照フレームからの補間画像を作成し、補間フレーム
の四角形領域の画像として出力する。
【0023】次に、図1における補間フレーム作成部に
ついて説明する。図2に示すような参照フレームと補
間フレームとの格子点の対応関係を使って、補間フレー
ム作成部107では、補間フレームの四角形領域に含ま
れる各画素値を参照フレームから補間した値を計算す
る。すなわち、四角形領域を二つの三角形に分割し、参
照フレーム上の四角形領域の画素位置をアフィン変換
によって補間フレーム上の四角形領域の画素位置に対応
づけ、四角形領域の形状変換により補間フレームを作成
する。なお、ここでは参照フレームから参照フレーム
への動きベクトルを使って参照フレームから補間フ
レームを予測したが、参照フレームから参照フレーム
への動きベクトルを使って参照フレームから補間フ
レームを予測してもよい。
ついて説明する。図2に示すような参照フレームと補
間フレームとの格子点の対応関係を使って、補間フレー
ム作成部107では、補間フレームの四角形領域に含ま
れる各画素値を参照フレームから補間した値を計算す
る。すなわち、四角形領域を二つの三角形に分割し、参
照フレーム上の四角形領域の画素位置をアフィン変換
によって補間フレーム上の四角形領域の画素位置に対応
づけ、四角形領域の形状変換により補間フレームを作成
する。なお、ここでは参照フレームから参照フレーム
への動きベクトルを使って参照フレームから補間フ
レームを予測したが、参照フレームから参照フレーム
への動きベクトルを使って参照フレームから補間フ
レームを予測してもよい。
【0024】図4(a)〜(c)は、本発明による動画
像復号装置の他の実施例(請求項2)を説明するための
図である。二枚の参照フレームの間に数枚の補間フレー
ムを作成する(図4では、補間フレームは三枚である)
時、図4(a)に示すように、各フレーム間の時間間隔
をtとする。従って、補間フレームに対して参照フレ
ームとの時間間隔はt、参照フレームとの時間間隔
は3t、これらの時間間隔の差は3t−t=2tであ
る。同様に、補間フレームに対して参照フレームと
の時間間隔は2t、参照フレーム2との時間間隔は2
t、これらの時間間隔の差は2t−2t=0、補間フレ
ームに対して参照フレームとの時間間隔は3t、参
照フレームとの時間間隔はt、これらの時間間隔の差
は3t−t=2tである。
像復号装置の他の実施例(請求項2)を説明するための
図である。二枚の参照フレームの間に数枚の補間フレー
ムを作成する(図4では、補間フレームは三枚である)
時、図4(a)に示すように、各フレーム間の時間間隔
をtとする。従って、補間フレームに対して参照フレ
ームとの時間間隔はt、参照フレームとの時間間隔
は3t、これらの時間間隔の差は3t−t=2tであ
る。同様に、補間フレームに対して参照フレームと
の時間間隔は2t、参照フレーム2との時間間隔は2
t、これらの時間間隔の差は2t−2t=0、補間フレ
ームに対して参照フレームとの時間間隔は3t、参
照フレームとの時間間隔はt、これらの時間間隔の差
は3t−t=2tである。
【0025】あらかじめ定められたしきい値THが0.
5であるとすると、補間フレームの場合は、時間間隔
の差(0)がTH(0.5)より小さいので、補間フレ
ームは、図4(c)に示すように、参照フレーム,
の双方を用いて作成される。補間フレーム,の場
合は、時間間隔の差がTH以上なので、図4(b)に示
すように、時間的に近い参照フレームを用いて、補間フ
レームは参照フレームを用い、補間フレームは参
照フレームを用いて作成される。
5であるとすると、補間フレームの場合は、時間間隔
の差(0)がTH(0.5)より小さいので、補間フレ
ームは、図4(c)に示すように、参照フレーム,
の双方を用いて作成される。補間フレーム,の場
合は、時間間隔の差がTH以上なので、図4(b)に示
すように、時間的に近い参照フレームを用いて、補間フ
レームは参照フレームを用い、補間フレームは参
照フレームを用いて作成される。
【0026】図5(a)〜(d)は、本発明による動画
像復号装置の更に他の実施例(請求項3)を説明するた
めの図である。ここでは、二枚の参照フレームから一枚
の補間フレームを作成する方法について述べる。図5
(a)に示すように、参照フレームと補間フレームの
時間間隔がt、補間フレームとの時間間隔が2tであ
るとする。図5(b)に示すように、補間フレームは
参照フレームから作成し、図5(c)に示すように、
補間フレームは参照フレームから作成する。最終的
な補間フレームは、図5(d)に示すように、補間フレ
ーム,の重みつき和を計算して求める。図5では参
照フレーム,と補間フレームとの時間間隔は1:2
なので、ここで使われる重みは、補間フレームに対し
て2/3、補間フレームに対して1/3となる。この
ようにして、参照フレームと補間フレームの時間間隔を
利用して、補間フレームを二枚の参照フレームの重みつ
き和で表すことができる。
像復号装置の更に他の実施例(請求項3)を説明するた
めの図である。ここでは、二枚の参照フレームから一枚
の補間フレームを作成する方法について述べる。図5
(a)に示すように、参照フレームと補間フレームの
時間間隔がt、補間フレームとの時間間隔が2tであ
るとする。図5(b)に示すように、補間フレームは
参照フレームから作成し、図5(c)に示すように、
補間フレームは参照フレームから作成する。最終的
な補間フレームは、図5(d)に示すように、補間フレ
ーム,の重みつき和を計算して求める。図5では参
照フレーム,と補間フレームとの時間間隔は1:2
なので、ここで使われる重みは、補間フレームに対し
て2/3、補間フレームに対して1/3となる。この
ようにして、参照フレームと補間フレームの時間間隔を
利用して、補間フレームを二枚の参照フレームの重みつ
き和で表すことができる。
【0027】図6は、本発明による動画像復号装置の更
に他の実施例(請求項4)を説明するための構成図で、
図中、201は動画像復号部、202は第2のフレーム
メモリ、203は第1のフレームメモリ、204は四角
形領域検出/分割部、205は格子点動きベクトル検出
部、206は補間フレーム格子点動きベクトル計算部、
207は補間フレーム作成部、208はセレクタ、20
9は表示部、210はスイッチである。
に他の実施例(請求項4)を説明するための構成図で、
図中、201は動画像復号部、202は第2のフレーム
メモリ、203は第1のフレームメモリ、204は四角
形領域検出/分割部、205は格子点動きベクトル検出
部、206は補間フレーム格子点動きベクトル計算部、
207は補間フレーム作成部、208はセレクタ、20
9は表示部、210はスイッチである。
【0028】本実施例は一部の四角形領域について、格
子点動きベクトル情報が含まれる場合を前提としてい
る。図6と図1の違いは、図6では符号化データに格子
点動きベクトルを含む四角形領域に対しては、動画像復
号部201で復号データから格子点動きベクトルを復号
し、符号化データに格子点動きベクトルを含まない四角
形領域に対しては、復号装置側で格子点動きベクトルを
検出する点である。このため格子点動きベクトルを選択
するための切り替えスイッチ210が付加されている。
従って、符号化側で作られた格子点動きベクトルをもつ
四角形領域と、格子点動きベクトルをもたない四角形領
域とで、使用する格子点動きベクトルを四角形領域毎に
切り替えることができる。
子点動きベクトル情報が含まれる場合を前提としてい
る。図6と図1の違いは、図6では符号化データに格子
点動きベクトルを含む四角形領域に対しては、動画像復
号部201で復号データから格子点動きベクトルを復号
し、符号化データに格子点動きベクトルを含まない四角
形領域に対しては、復号装置側で格子点動きベクトルを
検出する点である。このため格子点動きベクトルを選択
するための切り替えスイッチ210が付加されている。
従って、符号化側で作られた格子点動きベクトルをもつ
四角形領域と、格子点動きベクトルをもたない四角形領
域とで、使用する格子点動きベクトルを四角形領域毎に
切り替えることができる。
【0029】図7は、請求項4の他の実施例を示す動画
像復号装置の構成図で、図中、301は動画像復号部、
302はフレームメモリ、304は四角形領域検出/分
割部、306は補間フレーム格子点動きベクトル計算
部、307は補間フレーム作成部、308はセレクタ、
309は表示部である。図7はフレーム内の全ての四角
形領域が符号化装置側で作成された格子点動きベクトル
をもつ場合の復号装置の構成例である。フレーム内の全
ての四角形領域について復号データに格子点動きベクト
ル情報を含むため、図6の格子点動きベクトル検出のた
めの第1のフレームメモリ203と、格子点動きベクト
ル検出部205及びスイッチ210は不要である。従っ
て、復号装置の回路規模を小さくできる。
像復号装置の構成図で、図中、301は動画像復号部、
302はフレームメモリ、304は四角形領域検出/分
割部、306は補間フレーム格子点動きベクトル計算
部、307は補間フレーム作成部、308はセレクタ、
309は表示部である。図7はフレーム内の全ての四角
形領域が符号化装置側で作成された格子点動きベクトル
をもつ場合の復号装置の構成例である。フレーム内の全
ての四角形領域について復号データに格子点動きベクト
ル情報を含むため、図6の格子点動きベクトル検出のた
めの第1のフレームメモリ203と、格子点動きベクト
ル検出部205及びスイッチ210は不要である。従っ
て、復号装置の回路規模を小さくできる。
【0030】図8は、本発明による動画像符号化装置の
一実施例(請求項5)を説明するための構成図で、図
中、401は補間フレーム決定部、402は符号化フレ
ームメモリ、403は動画像符号化部、404は補間フ
レームメモリ、405は局部復号/予測画像作成部、4
06は第2のフレームメモリ、407は第1のフレーム
メモリ、408は四角形領域検出/分割部、409は四
角形領域分割部、410は格子点動きベクトル検出部、
411は補間フレーム格子点動きベクトル計算部、41
2は第2の補間フレーム作成部、413は第1の補間フ
レーム作成部、414は第2の誤差量計算部、415は
第1の誤差量計算部、416は比較器、417は符号作
成部である。
一実施例(請求項5)を説明するための構成図で、図
中、401は補間フレーム決定部、402は符号化フレ
ームメモリ、403は動画像符号化部、404は補間フ
レームメモリ、405は局部復号/予測画像作成部、4
06は第2のフレームメモリ、407は第1のフレーム
メモリ、408は四角形領域検出/分割部、409は四
角形領域分割部、410は格子点動きベクトル検出部、
411は補間フレーム格子点動きベクトル計算部、41
2は第2の補間フレーム作成部、413は第1の補間フ
レーム作成部、414は第2の誤差量計算部、415は
第1の誤差量計算部、416は比較器、417は符号作
成部である。
【0031】補間フレーム決定部401は、入力画像が
符号化フレームであるか、補間フレームであるかを選択
し、符号化フレームと判断されれば、符号化フレームメ
モリ402に入力画像を格納し、補間フレームであると
判断されれば、補間フレームメモリ404に入力画像を
格納する。動画像符号化部403は、例えば、直交変換
部、量子化部などからなる。局部復号/予測画像作成部
405は、例えば、逆量子化部と逆直交変換部と動き補
償部からなる。第1のフレームメモリ407、第2のフ
レームメモリ406は、局部復号/予測画像作成部40
5で作成された復号フレームを格納するフレームメモリ
である。
符号化フレームであるか、補間フレームであるかを選択
し、符号化フレームと判断されれば、符号化フレームメ
モリ402に入力画像を格納し、補間フレームであると
判断されれば、補間フレームメモリ404に入力画像を
格納する。動画像符号化部403は、例えば、直交変換
部、量子化部などからなる。局部復号/予測画像作成部
405は、例えば、逆量子化部と逆直交変換部と動き補
償部からなる。第1のフレームメモリ407、第2のフ
レームメモリ406は、局部復号/予測画像作成部40
5で作成された復号フレームを格納するフレームメモリ
である。
【0032】なお、第1のフレームメモリ407、第2
のフレームメモリ406に格納されるフレームを、各々
参照フレーム、参照フレームと呼ぶことにする。参
照フレームは、四角形領域検出/分割部408で四角
形領域に分割され、格子点動きベクトル検出部410で
符号化対象フレームとの格子点動きベクトルを検出す
る。これを使って補間フレーム格子点動きベクトル計算
部411で補間フレームとの格子点動きベクトルを計算
する。第2の補間フレーム作成部412では、これらの
情報から参照フレームを使ったときの補間フレームを
作成し、第2の誤差量計算部414で原画像との誤差量
を計算する。
のフレームメモリ406に格納されるフレームを、各々
参照フレーム、参照フレームと呼ぶことにする。参
照フレームは、四角形領域検出/分割部408で四角
形領域に分割され、格子点動きベクトル検出部410で
符号化対象フレームとの格子点動きベクトルを検出す
る。これを使って補間フレーム格子点動きベクトル計算
部411で補間フレームとの格子点動きベクトルを計算
する。第2の補間フレーム作成部412では、これらの
情報から参照フレームを使ったときの補間フレームを
作成し、第2の誤差量計算部414で原画像との誤差量
を計算する。
【0033】一方、参照フレームは、格子点動きベク
トル検出部410で作成した格子点動きベクトルを用い
て、四角形領域分割部409で四角形領域に分割され、
第1の補間フレーム作成部413で補間フレームが作成
され、第1の誤差量計算部415では、この補間フレー
ムと補間フレームメモリ404に格納された原画像との
誤差量が計算される。
トル検出部410で作成した格子点動きベクトルを用い
て、四角形領域分割部409で四角形領域に分割され、
第1の補間フレーム作成部413で補間フレームが作成
され、第1の誤差量計算部415では、この補間フレー
ムと補間フレームメモリ404に格納された原画像との
誤差量が計算される。
【0034】比較器416では、各々四角形毎に参照フ
レームを使ったときの誤差量と、参照フレームを使
ったときの誤差量とを比較し、誤差量の小さいほうを選
択し、どちらを選択したかの情報を出力する。予測誤差
量としては、画素の二乗誤差和や差分絶対値和などがあ
る。符号作成部417は、参照フレームを示す情報、補
間フレームの位置情報及び動画像符号化部403からの
符号化データを合わせて出力データを作成する。
レームを使ったときの誤差量と、参照フレームを使
ったときの誤差量とを比較し、誤差量の小さいほうを選
択し、どちらを選択したかの情報を出力する。予測誤差
量としては、画素の二乗誤差和や差分絶対値和などがあ
る。符号作成部417は、参照フレームを示す情報、補
間フレームの位置情報及び動画像符号化部403からの
符号化データを合わせて出力データを作成する。
【0035】このようにして間引フレームに対しても四
角形領域毎に、補間のために使用する参照フレームが、
参照フレームか参照フレームかを示す情報を付加す
ることによって、復号側で良好な補間フレームを作成す
ることができる。
角形領域毎に、補間のために使用する参照フレームが、
参照フレームか参照フレームかを示す情報を付加す
ることによって、復号側で良好な補間フレームを作成す
ることができる。
【0036】図9は、本発明による動画像符号化装置の
他の実施例(請求項6)を説明するための構成図で、図
中、501は補間フレーム決定部、502は符号化フレ
ームメモリ、503は動画像符号化部、504は補間フ
レームメモリ、505は局部復号/予測画像作成部、5
06はフレームメモリ、507は四角形領域検出/分割
部、508は格子点動きベクトル検出部、509は格子
点動きベクトル検出部、510は符号作成部である。
他の実施例(請求項6)を説明するための構成図で、図
中、501は補間フレーム決定部、502は符号化フレ
ームメモリ、503は動画像符号化部、504は補間フ
レームメモリ、505は局部復号/予測画像作成部、5
06はフレームメモリ、507は四角形領域検出/分割
部、508は格子点動きベクトル検出部、509は格子
点動きベクトル検出部、510は符号作成部である。
【0037】図9の補間フレーム決定部501、符号化
フレームメモリ502、動画像符号化部503、補間フ
レームメモリ504、局部復号/予測画像作成部50
5、フレームメモリ506、四角形領域検出/分割部5
07、格子点動きベクトル検出部508、符号作成部5
10は、図8の構成要素と同じである。また、補間フレ
ーム格子点動きベクトル検出部509は、格子点動きベ
クトル検出部508と同様に構成される。図9の特徴
は、補間フレーム格子点動きベクトル検出部509で、
フレームメモリ506に格納された参照フレームから直
接補間フレームメモリ504に格納されている原画像の
格子点動きベクトルを検出し、補間フレームの格子点動
きベクトルを符号化することである。
フレームメモリ502、動画像符号化部503、補間フ
レームメモリ504、局部復号/予測画像作成部50
5、フレームメモリ506、四角形領域検出/分割部5
07、格子点動きベクトル検出部508、符号作成部5
10は、図8の構成要素と同じである。また、補間フレ
ーム格子点動きベクトル検出部509は、格子点動きベ
クトル検出部508と同様に構成される。図9の特徴
は、補間フレーム格子点動きベクトル検出部509で、
フレームメモリ506に格納された参照フレームから直
接補間フレームメモリ504に格納されている原画像の
格子点動きベクトルを検出し、補間フレームの格子点動
きベクトルを符号化することである。
【0038】なお、図9の実施例は参照フレームが一枚
の場合についてであるが、図8の構成に補間フレーム格
子点動きベクトル検出部509を付加して、参照フレー
ムが二枚の場合にも補間フレームの各四角形領域の格子
点の動きベクトルを検出し、符号化することも可能であ
る。以上のようにして補間のための格子点動きベクトル
を使用することによって、さらに良好の画質の補間フレ
ームを作成することができる。
の場合についてであるが、図8の構成に補間フレーム格
子点動きベクトル検出部509を付加して、参照フレー
ムが二枚の場合にも補間フレームの各四角形領域の格子
点の動きベクトルを検出し、符号化することも可能であ
る。以上のようにして補間のための格子点動きベクトル
を使用することによって、さらに良好の画質の補間フレ
ームを作成することができる。
【0039】図10は、本発明による動画像符号化装置
の更に他の実施例を説明するための構成図で、図中、6
01は補間フレーム決定部、602は符号化フレームメ
モリ、603は動画像符号化部、604は補間フレーム
メモリ、605は局部復号/予測画像作成部、606は
フレームメモリ、607は四角形領域検出/分割部、6
08は格子点動きベクトル検出部、609は補間フレー
ム格子点動きベクトル計算部、610は補間フレーム作
成部、611は誤差量計算部、612は比較器、613
は符号作成部、614はスイッチである。
の更に他の実施例を説明するための構成図で、図中、6
01は補間フレーム決定部、602は符号化フレームメ
モリ、603は動画像符号化部、604は補間フレーム
メモリ、605は局部復号/予測画像作成部、606は
フレームメモリ、607は四角形領域検出/分割部、6
08は格子点動きベクトル検出部、609は補間フレー
ム格子点動きベクトル計算部、610は補間フレーム作
成部、611は誤差量計算部、612は比較器、613
は符号作成部、614はスイッチである。
【0040】図10の補間フレーム決定部601、符号
化フレームメモリ602、動画像符号化部603、補間
フレームメモリ604、局部復号/予測画像作成部60
5、フレームメモリ606、四角形領域検出/分割部6
07、格子点動きベクトル検出部608、符号作成部6
10は、図9の構成要素と同じである。また、補間フレ
ーム格子点動きベクトル計算部609、補間フレーム作
成部610、誤差量計算部611は、図8の構成要素と
同じである。比較器612は、各四角形領域毎に誤差量
計算部611で計算された補間フレームの原画像と予測
画像の誤差量と、あらかじめ定められたしきい値とを比
較する。このとき誤差量が大きい時のみスイッチ614
をONにして、この四角形領域に対して画素値をフレー
ム内符号化する。
化フレームメモリ602、動画像符号化部603、補間
フレームメモリ604、局部復号/予測画像作成部60
5、フレームメモリ606、四角形領域検出/分割部6
07、格子点動きベクトル検出部608、符号作成部6
10は、図9の構成要素と同じである。また、補間フレ
ーム格子点動きベクトル計算部609、補間フレーム作
成部610、誤差量計算部611は、図8の構成要素と
同じである。比較器612は、各四角形領域毎に誤差量
計算部611で計算された補間フレームの原画像と予測
画像の誤差量と、あらかじめ定められたしきい値とを比
較する。このとき誤差量が大きい時のみスイッチ614
をONにして、この四角形領域に対して画素値をフレー
ム内符号化する。
【0041】なお、図10は、補間フレームの四角形領
域の符号化を行う場合は、四角形領域の画素値をフレー
ム内符号化する例であるが、動画像符号化部603への
入力を誤差量計算部611で作られた原画像と補間フレ
ームとの誤差値として、四角形領域内の画素の誤差値を
符号化することも可能である。また、補間フレーム格子
点動きベクトル計算部609を、図9の補間フレーム格
子点動きベクトル検出部509に置き換えることによっ
て、補間フレームの格子点動きベクトルを符号化するこ
とも可能である。また、図8にスイッチ614を用いる
ことで、参照フレームを複数枚有するときにも、四角形
領域単位での画素値あるいは画素の誤差値の符号化が可
能である。
域の符号化を行う場合は、四角形領域の画素値をフレー
ム内符号化する例であるが、動画像符号化部603への
入力を誤差量計算部611で作られた原画像と補間フレ
ームとの誤差値として、四角形領域内の画素の誤差値を
符号化することも可能である。また、補間フレーム格子
点動きベクトル計算部609を、図9の補間フレーム格
子点動きベクトル検出部509に置き換えることによっ
て、補間フレームの格子点動きベクトルを符号化するこ
とも可能である。また、図8にスイッチ614を用いる
ことで、参照フレームを複数枚有するときにも、四角形
領域単位での画素値あるいは画素の誤差値の符号化が可
能である。
【0042】以上のようにして補間のために四角形領域
の画素値あるいは画素の誤差値を符号化することによっ
て、さらに良好の画質の補間フレームを作成することが
できる。請求項5の実施例である図8の符号化装置で作
成された符号化データは、図1の実施例において、補間
フレーム作成部107に、符号化データの中から参照フ
レームあるいは参照フレームのどちらを選択するか
を示す情報を入力することによって、四角形領域毎に参
照フレームを適応的に切り替えることにより、復号が可
能である。
の画素値あるいは画素の誤差値を符号化することによっ
て、さらに良好の画質の補間フレームを作成することが
できる。請求項5の実施例である図8の符号化装置で作
成された符号化データは、図1の実施例において、補間
フレーム作成部107に、符号化データの中から参照フ
レームあるいは参照フレームのどちらを選択するか
を示す情報を入力することによって、四角形領域毎に参
照フレームを適応的に切り替えることにより、復号が可
能である。
【0043】請求項6の実施例である図9の符号化装置
で作成された符号化データは、符号化データに含まれる
補間フレーム格子点動きベクトルを、図7の実施例にお
いて、補間フレーム格子点動きベクトル計算部306の
処理を行わずに、直接補間フレーム作成部307に入力
することによって、四角形領域毎に符号化側で計算した
格子点動きベクトルを用いて補間フレームを作成するこ
とにより復号が可能である。
で作成された符号化データは、符号化データに含まれる
補間フレーム格子点動きベクトルを、図7の実施例にお
いて、補間フレーム格子点動きベクトル計算部306の
処理を行わずに、直接補間フレーム作成部307に入力
することによって、四角形領域毎に符号化側で計算した
格子点動きベクトルを用いて補間フレームを作成するこ
とにより復号が可能である。
【0044】請求項7の実施例である図10の符号化装
置で作成された符号化データは、図1の実施例におい
て、補間フレーム作成部107で作られた補間画像と、
動画像復号部101で復号された復号画像を四角形領域
毎に適応的に切り替えることにより、復号が可能であ
る。以上のようにして符号化側で間引かれたフレームを
復号側で補間し、視覚的に良好な画像を得ることができ
る。なお、以上の説明において、“あらかじめ定められ
たしきい値”とは理論的あるいは経験的に求められた値
である。
置で作成された符号化データは、図1の実施例におい
て、補間フレーム作成部107で作られた補間画像と、
動画像復号部101で復号された復号画像を四角形領域
毎に適応的に切り替えることにより、復号が可能であ
る。以上のようにして符号化側で間引かれたフレームを
復号側で補間し、視覚的に良好な画像を得ることができ
る。なお、以上の説明において、“あらかじめ定められ
たしきい値”とは理論的あるいは経験的に求められた値
である。
【0045】
【発明の効果】本発明の動画像符号化装置及び復号装置
は、以上説明したように構成されているので、以下に記
載されるような効果がある。 (1)符号化時にフレーム間引きされた画像を復号時に
補間再生するため、表示画像の時間的解像度を向上させ
ることができる。また、符号化時にフレーム間引きを行
わない場合であっても、復号時に復号画像間に補間画像
を挿入することにより、時間当たりの表示フレーム数を
増加させ、動きをより滑らかにすることも可能である。 (2)画像を複数個の四角形領域に分割し、各四角形領
域に格子点の動きベクトルを利用して画像の補間を行う
ため、四角形領域の格子点の移動に伴って四角形が変形
し、補間フレームを作成したときに、補間フレーム上で
四角形領域どうしが重なり合ったり、間隙ができたりし
ないため、良好な画質の補間フレームを作成することが
できる。 (3)復号装置側で四角形領域のフレーム間における格
子点の動きベクトルを検出することができるので、符号
化方法にかかわらず、補間フレーム上で四角形領域の重
なりや間隙の生じない補間画像の作成が可能である。 (4)復号装置側で復号フレームと補間フレームとの時
間間隔によって、補間フレーム作成に用いる復号フレー
ムを切り替えるため、視覚的に良好な補間フレームの作
成が可能である。 (5)復号装置側で二枚の復号フレームを用いて補間フ
レームを作成する際には、各々の復号フレームを用して
二枚の補間フレームを作成し、補間フレームと二枚の復
号フレームとの時間的間隔に応じて、前述の二枚の補間
フレームを加重平均して最終的な補間フレームを得るた
め、視覚的に良好な補間フレームの作成が可能である。 (6)復号装置側で使用する格子点動きベクトルとして
符号化装置側で作成した格子点動きベクトルを使用する
こともできる。格子点動きベクトルを用いる符号化方式
では、格子点動きベクトルを符号化して伝送するので、
この場合、復号装置側に格子点動きベクトル検出のため
の回路を必要とせず、回路規模を削減できる。 (7)参照フレームの四角形領域の全てあるいは一部が
格子点動きベクトルをもたない場合は、復号側で独自に
各格子点の動きベクトルを検出できるので、いかなるフ
レームにおいてもフレームとフレームとの間に補間フレ
ームを作成することが可能であり、動画像の滑らかな動
きを再現することができる。 (8)補間に用いる二枚の参照フレームを四角形領域毎
に適応的に切り替えることができるため、視覚的に良好
な補間フレームを作成することができる。 (9)四角形領域毎に補間フレームの格子点動きベクト
ルの情報をもたせることができるため、視覚的に良好な
画像の作成が可能である。 (10)符号化側で参照フレームから作成した補間フレ
ームが対応する原画像に対して誤差が大きい場合は、補
間フレームであっても対応する原画像をフレーム内符号
化もしくはフレーム間符号化を行い、かつ、上記の処理
は四角形領域を単位として適応的に選択するため、視覚
的に良好な画像の作成が可能である。
は、以上説明したように構成されているので、以下に記
載されるような効果がある。 (1)符号化時にフレーム間引きされた画像を復号時に
補間再生するため、表示画像の時間的解像度を向上させ
ることができる。また、符号化時にフレーム間引きを行
わない場合であっても、復号時に復号画像間に補間画像
を挿入することにより、時間当たりの表示フレーム数を
増加させ、動きをより滑らかにすることも可能である。 (2)画像を複数個の四角形領域に分割し、各四角形領
域に格子点の動きベクトルを利用して画像の補間を行う
ため、四角形領域の格子点の移動に伴って四角形が変形
し、補間フレームを作成したときに、補間フレーム上で
四角形領域どうしが重なり合ったり、間隙ができたりし
ないため、良好な画質の補間フレームを作成することが
できる。 (3)復号装置側で四角形領域のフレーム間における格
子点の動きベクトルを検出することができるので、符号
化方法にかかわらず、補間フレーム上で四角形領域の重
なりや間隙の生じない補間画像の作成が可能である。 (4)復号装置側で復号フレームと補間フレームとの時
間間隔によって、補間フレーム作成に用いる復号フレー
ムを切り替えるため、視覚的に良好な補間フレームの作
成が可能である。 (5)復号装置側で二枚の復号フレームを用いて補間フ
レームを作成する際には、各々の復号フレームを用して
二枚の補間フレームを作成し、補間フレームと二枚の復
号フレームとの時間的間隔に応じて、前述の二枚の補間
フレームを加重平均して最終的な補間フレームを得るた
め、視覚的に良好な補間フレームの作成が可能である。 (6)復号装置側で使用する格子点動きベクトルとして
符号化装置側で作成した格子点動きベクトルを使用する
こともできる。格子点動きベクトルを用いる符号化方式
では、格子点動きベクトルを符号化して伝送するので、
この場合、復号装置側に格子点動きベクトル検出のため
の回路を必要とせず、回路規模を削減できる。 (7)参照フレームの四角形領域の全てあるいは一部が
格子点動きベクトルをもたない場合は、復号側で独自に
各格子点の動きベクトルを検出できるので、いかなるフ
レームにおいてもフレームとフレームとの間に補間フレ
ームを作成することが可能であり、動画像の滑らかな動
きを再現することができる。 (8)補間に用いる二枚の参照フレームを四角形領域毎
に適応的に切り替えることができるため、視覚的に良好
な補間フレームを作成することができる。 (9)四角形領域毎に補間フレームの格子点動きベクト
ルの情報をもたせることができるため、視覚的に良好な
画像の作成が可能である。 (10)符号化側で参照フレームから作成した補間フレ
ームが対応する原画像に対して誤差が大きい場合は、補
間フレームであっても対応する原画像をフレーム内符号
化もしくはフレーム間符号化を行い、かつ、上記の処理
は四角形領域を単位として適応的に選択するため、視覚
的に良好な画像の作成が可能である。
【図1】本発明による動画像復号装置の一実施例(請求
項1)を説明するための構成図である。
項1)を説明するための構成図である。
【図2】本発明の四角形領域の一例を示す図である。
【図3】本発明の四角形領域の検出方法を示す説明図で
ある。
ある。
【図4】本発明による動画像復号装置の他の実施例(請
求項2)を示す説明図である。
求項2)を示す説明図である。
【図5】本発明による動画像復号装置の更に他の実施例
(請求項3)を示すための説明図である。
(請求項3)を示すための説明図である。
【図6】本発明による動画像復号装置の更に他の実施例
(請求項4)を説明するための構成図である。
(請求項4)を説明するための構成図である。
【図7】請求項4の他の実施例を説明するための構成図
である。
である。
【図8】本発明による動画像符号化装置の一実施例(請
求項5)を説明するための構成図である。
求項5)を説明するための構成図である。
【図9】本発明による動画像符号化装置の他の実施例
(請求項6)を説明するための構成図である。
(請求項6)を説明するための構成図である。
【図10】本発明による動画像符号化装置の更に他の実
施例を説明するための構成図である。
施例を説明するための構成図である。
【図11】従来の補間フレーム作成方法を示す説明図で
ある。
ある。
【図12】従来の問題点を説明するための図である。
101,201,301…動画像復号部、102,10
3,202,203,302,406,407,50
6,606…フレームメモリ、104,204,30
4,408,507,607…四角形領域検出/分割
部、105,205,410,508,608…格子点
動きベクトル検出部、106,206,306,41
1,609…補間フレーム格子点動きベクトル計算部、
509…補間フレーム格子点動きベクトル検出部、41
6,612…比較器、414,415,611…誤差量
計算部、107,207,307,412,413,6
10…補間フレーム作成部、108,208,308…
セレクタ、109,209,309…表示部、210,
614…スイッチ、401,501,601…補間フレ
ーム決定部、402,502,602…符号化フレーム
メモリ、403,503,603…動画像符号化部、4
04,504,604…補間フレームメモリ、405,
505,605…局部復号/予測画像作成部、409…
四角形領域分割部、417,510,613…符号作成
部。
3,202,203,302,406,407,50
6,606…フレームメモリ、104,204,30
4,408,507,607…四角形領域検出/分割
部、105,205,410,508,608…格子点
動きベクトル検出部、106,206,306,41
1,609…補間フレーム格子点動きベクトル計算部、
509…補間フレーム格子点動きベクトル検出部、41
6,612…比較器、414,415,611…誤差量
計算部、107,207,307,412,413,6
10…補間フレーム作成部、108,208,308…
セレクタ、109,209,309…表示部、210,
614…スイッチ、401,501,601…補間フレ
ーム決定部、402,502,602…符号化フレーム
メモリ、403,503,603…動画像符号化部、4
04,504,604…補間フレームメモリ、405,
505,605…局部復号/予測画像作成部、409…
四角形領域分割部、417,510,613…符号作成
部。
Claims (10)
- 【請求項1】 第一および第二の復号フレームの間に補
間フレームを作成する動画像復号装置であって、第一の
復号フレームを格子点で囲まれる四角形領域に分割する
四角形領域検出/分割部と、前記各格子点に対応する第
二の復号フレーム上の格子点位置を求めて、前記第一,
第二の復号フレーム間の格子点動きベクトルを検出する
格子点動きベクトル検出部と、前記格子点動きベクトル
をもとに前記補間フレームに対する格子点動きベクトル
を算出し、前記補間フレーム上の格子点位置を求める補
間フレーム動きベクトル計算部と、前記補間フレーム上
の格子点で囲まれる各四角形領域について、前記第一の
復号フレームと前記第二の復号フレームの一方、もしく
は両者の対応する各四角形領域を形状変換して補間フレ
ーム上の四角形領域を合成する補間フレーム作成部とを
具備することにより、前記第一の復号フレームと前記第
二の復号フレームの一方、もしくは両方から前記補間フ
レームを作成することを特徴とする動画像復号装置。 - 【請求項2】 前記第一のフレームと前記補間フレーム
との時間間隔と、前記第二の復号フレームと前記補間フ
レームとの時間間隔との差があらかじめ定められたしき
た値より小さい場合には、前記第一および第二の復号フ
レームを用いて前記補間フレームを作成し、それ以外の
場合は、前記補間フレームに時間的に近い側の前記復号
フレームを用いて、前記補間フレームを作成することを
特徴とする請求項1記載の動画像復号装置。 - 【請求項3】 前記第一および第二の復号フレームを用
いて前記補間フレームを作成する際には、前記第一の復
号フレームを用いて第一の補間フレームを作成し、前記
第二の復号フレームを用いて第二の補間フレームを作成
し、前記補間フレームと前記第一および第二の復号フレ
ームとの時間的間隔に応じて、前記第一および第二の補
間フレームを加重平均して前記補間フレームを得ること
を特徴とする請求項1又は2記載の動画像復号装置。 - 【請求項4】 前記四角形領域の全て、あるいは一部に
対する前記格子点動きベクトルが符号化データに含まれ
る場合には、前記格子点動きベクトルを含む四角形領域
の補間については、前記格子点動きベクトル検出部を用
いず、符号化データに含まれる格子点動きベクトルを利
用し、前記符号化データに格子点動きベクトルを含まな
い四角形領域の補間については、前記格子点動きベクト
ル検出部で作られた格子点動きベクトルを利用すること
を特徴とする請求項1,2又は3記載の動画像復号装
置。 - 【請求項5】 画像を複数個の四角形領域に分割し、前
記四角形領域の格子点の動きベクトルを用いて前記四角
形領域を形状変換して予測画像を作成し、前記予測画像
と原画像との予測誤差を符号化する動画像符号化装置で
あって、特定のフレームを予測誤差を伝送せず、復号側
で参照フレームから合成する補間フレームとして定める
補間フレーム決定部と、前記補間フレームに対しては補
間フレームであることを示す情報、および復号側の補間
で用いる参照フレームの位置があらかじめ定められてい
ない場合は、参照フレームの位置を示す情報とを伝送す
る符号化部とを備えたことを特徴とする動画像符号化装
置。 - 【請求項6】 符号化側で前記補間フレームに対する格
子点動きベクトルを検出する補間フレーム格子点動きベ
クトル検出部と、前記格子点動きベクトル情報を伝送す
る符号化部とを備えたことを特徴とする請求項5記載の
動画像符号化装置。 - 【請求項7】 前記補間フレームを構成する各四角形領
域に対して原画像との誤差を計算する誤差量計算部と、
前記誤差があらかじめ定められたしきい値を越える四角
形領域に対しては、原画像上の該四角形領域を符号化す
る符号化手段、もしくは該四角形領域における原画像と
前記補間フレームとの予測誤差情報を符号化する符号化
手段とを備えたことを特徴とする請求項5又は6記載の
動画像符号化装置。 - 【請求項8】 請求項5記載の動画像符号化装置で作成
された符号化データを復号するために、符号化データに
含まれる補間フレームであることを示す情報と、復号側
の補間で用いる参照フレームの位置があらかじめ定めら
れていない場合は参照フレームの位置を示す情報とをも
ちいて、参照フレームから補間フレームを作成する補間
フレーム作成部を備えたことを特徴とする動画像復号装
置。 - 【請求項9】 請求項6記載の動画像符号化装置で作成
された符号化データを復号するために、符号化データに
含まれる補間フレームに対する格子点動きベクトルの情
報をもちいて、参照フレームから補間フレームを作成す
る補間フレーム作成部を備えたことを特徴とする請求項
8記載の動画像復号装置。 - 【請求項10】 請求項7記載の動画像符号化装置で作
成された符号化データを復号するために、符号化データ
に含まれる原画像と補間画像との予測誤差情報、もしく
は原画像情報をもちいて前記四角形領域を作成する作成
手段とを備えたことを特徴とする請求項8又は9記載の
動画像復号装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6197061A JPH0865679A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 動画像符号化装置及び動画像復号装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6197061A JPH0865679A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 動画像符号化装置及び動画像復号装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0865679A true JPH0865679A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16368069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6197061A Pending JPH0865679A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 動画像符号化装置及び動画像復号装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0865679A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100587263B1 (ko) * | 1999-03-27 | 2006-06-08 | 엘지전자 주식회사 | 비디오 신호의 프레임 율 변환 방법 |
JP2009510929A (ja) * | 2005-09-27 | 2009-03-12 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | より正確な動作情報を用いたフレーム補間 |
JP2014042289A (ja) * | 2004-08-18 | 2014-03-06 | Qualcomm Incorporated | 符号器補助式適応ビデオフレーム内挿法 |
-
1994
- 1994-08-22 JP JP6197061A patent/JPH0865679A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100587263B1 (ko) * | 1999-03-27 | 2006-06-08 | 엘지전자 주식회사 | 비디오 신호의 프레임 율 변환 방법 |
JP2014042289A (ja) * | 2004-08-18 | 2014-03-06 | Qualcomm Incorporated | 符号器補助式適応ビデオフレーム内挿法 |
US9503739B2 (en) | 2004-08-18 | 2016-11-22 | Qualcomm Incorporated | Encoder-assisted adaptive video frame interpolation |
JP2009510929A (ja) * | 2005-09-27 | 2009-03-12 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | より正確な動作情報を用いたフレーム補間 |
JP2012010381A (ja) * | 2005-09-27 | 2012-01-12 | Qualcomm Inc | より正確な動き情報を用いたフレーム補間 |
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