JPH09284776A - 画像符号化装置及び画像符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は画像符号化装置に関し、従来のような
符号化効率の劣化を未然に回避し得る画像符号化装置を
実現する。 【解決手段】検出した動き量（Ｓ２）を１画面分集計し
て大きさが最大の動き量を検出し、当該最大動き量を検
出し得る最小の検出範囲を求めて当該最小検出範囲を表
すコード（Ｓ１０）を符号化手段（３）に供給する最適
コード検出手段（１３）を設けるようにしたことによ
り、実際に検出された動き量に応じた最適なコードを得
ることができ、これによつて動き量を表す際の余りの部
分を小さくし得る。従つて従来のように余りの部分が大
きくなつて符号化効率が劣化するといつたことを未然に
回避し得る。かくするにつき従来のような符号化効率の
劣化を未然に回避し得る画像符号化装置を実現し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術（図４〜図８） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態（図１〜図３） 発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は画像符号化装置及び
画像符号化方法に関し、例えば画像信号を光磁気デイス
クや磁気テープなどの記録媒体に記録したり、或いは画
像信号を放送局などから受信端末装置側に向けて伝送す
る際に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、画像信号をデイジタル化して記録
又は伝送する場合、単純にデイジタル化しただけでは画
像データのデータ量が膨大になり、そのため記録媒体の
記録容量や伝送路の伝送速度が膨大になつてしまう。こ
れを回避するため、画像信号をデイジタル化して記録又
は伝送する場合には、一般に画像データを符号化して圧
縮することによりデータ量を減らすようになされてい
る。その際使用される代表的な符号化方式として、動き
補償フレーム間予測符号化がある。

【０００４】この動き補償フレーム間予測符号化はフレ
ーム間予測符号化に動き補償を適用した符号化方式であ
る。フレーム間予測符号化とは、現フレームの各画素値
と、当該現フレームとは時間的に異なる他のフレーム
（以下、参照フレームと呼ぶ）から予測した予測値との
差分（以下、これを予測残差と呼ぶ）を取り、当該差分
を量子化することによりデータ量を減らす符号化方式で
ある。また動き補償とは、単純に参照フレームの画素値
から予測するのではなく、フレーム内の各部の動き量
（以下、これを動きベクトルと呼ぶ）を検出し、当該動
き量を考慮した予測を行うことにより予測精度を向上す
ると共に、データ量を減らす方式である。

【０００５】すなわち動き補償フレーム間予測符号化と
は、図４に示すように、現フレームの動きベクトルｘを
検出し、その動きベクトルの分だけシフトした予測値と
現フレームとの予測残差を量子化することによりデータ
量を減らす符号化方式である。この方式の場合には、復
号時に動きベクトルの情報が必要になるため、符号化さ
れた画像データを記録又は伝送する際には、その動きベ
クトルも符号化されて記録又は伝送される。因みに、動
きベクトルを検出する際には、所定の大きさの検出範囲
ａが指定され、その検出範囲内で動きベクトルを検出す
るようになされている。

【０００６】このような動き補償フレーム間予測符号化
の代表的なものとして、ＩＳＯ（International Organi
zation for Standardization：国際標準化機構）等の機
関によつて標準化されたＭＰＥＧ（Moving Picture Exp
ert Group ）１やＭＰＥＧ２といつた符号化方式があ
る。これらの符号化方式は上述した動き補償フレーム間
予測に加えて２次元ＤＣＴ（Discrete Cosine Transfor
m ：離散コサイン変換）や可変長符号化を組み合わせた
方式であり、一段と画像データのデータ量を削減し得る
ようになされたものである。因みに、ＭＰＥＧ１は主に
動画像を光磁気デイスクや磁気テープに記録する際に使
用される符号化方式である。またＭＰＥＧ２は主に動画
像を放送又は伝送する際に使用される符号化方式であ
り、ＭＰＥＧ１の機能を拡張したものである。

【０００７】このようなＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２では
（以下、総称して単にＭＰＥＧと呼ぶ）、１フレーム画
像を16×16画素のブロツク（以下、これをマクロブロツ
クと呼ぶ）に分割し、このブロツク単位で符号化処理を
行う。またＭＰＥＧの符号化モードには、大別してイン
トラ符号化と非イントラ符号化の２つがある。イントラ
符号化は符号化対象のフレーム画像をそのフレーム内の
情報だけで符号化する、いわゆるフレーム内符号化であ
る。また非イントラ符号化は符号化対象のフレーム画像
をそのフレーム内の情報とそのフレームとは時間的に異
なる他のフレームの情報との双方を使用して符号化す
る、いわゆるフレーム間予測符号化である。

【０００８】またＭＰＥＧでは、図５に示すように、幾
つかのフレーム画像のまとまりをグループオブピクチヤ
（Group Of Picture：以下、これをＧＯＰと呼ぶ）とし
て定義し、そのＧＯＰを基本単位として符号化処理を行
うようになされている。ＧＯＰ内の各フレーム画像は、
Ｉピクチヤ（Intra coded picture ）、Ｐピクチヤ（Pr
edictive coded picture）又はＢピクチヤ（Bidirectio
nally predictive coded picture）のいずれかに分類さ
れ、各ピクチヤに対応した符号化処理が行われる。例え
ば図５においては、ＧＯＰの先頭のフレーム画像Ｆ１を
Ｉピクチヤとして符号化処理し、２番目のフレーム画像
Ｆ２をＢピクチヤとして符号化処理し、３番目のフレー
ム画像Ｆ３をＰピクチヤとして符号化処理している。以
下、同様に４番目以降のフレーム画像Ｆ４〜Ｆ１７につ
いてはＢピクチヤ又はＰピクチヤとして交互に符号化処
理している。

【０００９】またこの例では、各ピクチヤに対する具体
的な符号化処理としては以下のようになつている。Ｉピ
クチヤの場合には、フレーム内符号化を施し、そのフレ
ーム画像内の情報だけを符号化する。またＰピクチヤの
場合には、図５（Ａ）に示すように、そのフレーム画像
よりも時間的に過去にあるＩピクチヤ又はＰピクチヤか
ら予測した予測値とそのフレーム画像との予測残差を符
号化する（すなわち順方向フレーム間予測符号化）。ま
たＢピクチヤの場合には、図５（Ｂ）に示すように、そ
のフレーム画像よりも時間的に過去及び未来にあるフレ
ーム画像の双方から予測した予測値とそのフレーム画像
との予測残差を符号化する（すなわち双方向フレーム間
予測符号化）。因みに、時間的に過去又は未来のフレー
ム画像から予測値を求める場合には（すなわちフレーム
間予測符号化の場合には）、動きベクトルを検出して予
測値に動き補償を行う。従つてＩピクチヤやＢピクチヤ
の場合には、予測残差の他に動き補償に使用した動きベ
クトルの情報も符号化される。

【００１０】ここで動きベクトルを検出する際には、図
４に示したような所定の検出範囲ａが設定され、その検
出範囲内で動きベクトルを検出する。その際、一般的に
は、図６に示すように、予測に際して参照するフレーム
画像の距離に応じて検出範囲ａを変えるようになされて
いる。例えば参照距離が「１」の場合（すなわち隣のフ
レーム画像を参照する場合）には、図６に示すような検
出範囲ａ₁ の中から動きベクトルを検出し、参照距離が
「２」の場合（すなわち２つ隣のフレーム画像を参照す
る場合）には、図６に示すように、検出範囲ａ₁ よりも
広い検出範囲ａ₂ の中から動きベクトルを検出し、参照
距離が「３」の場合（すなわち３つ隣のフレーム画像を
参照する場合）には、図６に示すように、検出範囲ａ₂
よりも広い検出範囲ａ₃ の中から動きベクトルを検出す
る。

【００１１】因みに、動きベクトルはマクロブロツク単
位で検出される。その際に使用される検出方法として
は、例えば現フレーム側のマクロブロツク（以下、基準
ブロツクと呼ぶ）を固定しておき、参照フレーム側のマ
クロブロツク（以下、参照ブロツクと呼ぶ）を検出範囲
ａ内で移動させ、基準ブロツクと最も似通つた参照ブロ
ツクの位置を見つけることにより、動きベクトルを検出
する。

【００１２】ところで符号化対象のフレーム画像がＰピ
クチヤやＢピクチヤの場合には動きベクトルの情報も符
号化されるが、その際、実際には動きベクトルそのもの
を符号化するのではなく、上述した動きベクトルの検出
範囲ａを示すエフコード（以下、ｆコードと呼ぶ）と、
そのｆコードを使用して表した動きベクトルの大きさを
表すパラメータ（具体的にはモーシヨンコードとモーシ
ヨンレジデユアル）とを符号化する。また動きベクトル
を検出する際の検出範囲ａ₁ 〜ａ₃ 等（図６参照）も、
実際にはｆコードによつて指定されている。例えば参照
距離が「１」であればｆコード「３」が指定され、参照
距離が「２」であればｆコード「４」が指定され、参照
距離が「３」であればｆコード「５」が指定される。

【００１３】ここでｆコードと実際の検出範囲との対応
関係を図７に示す。この図７に示すように、検出範囲は
画素数で示されている。例えばｆコード「３」が指定さ
れている場合には、基準ブロツクの位置を中心として
「−32」画素から「＋31.5」画素までの範囲で動きベク
トルを検出するようになされている。因みに、検出範囲
としては水平方向と垂直方向の２つのパラメータがあ
り、動きベクトルも水平方向と垂直方向とでそれぞれ別
々に検出される。すなわちｆコード「３」が指定された
場合には、基準ブロツクを中心とした水平方向の「−3
2」画素から「＋31.5」画素までの範囲において水平方
向の動きベクトルを検出すると共に、基準ブロツクを中
心とした垂直方向の「−32」画素から「＋31.5」画素ま
での範囲において垂直方向の動きベクトルを検出する。
なお、ＭＰＥＧ１では水平及び垂直方向に対して同じｆ
コードを指定するようになつており、ＭＰＥＧ２では水
平及び垂直方向に対して独立にｆコードを指定し得るよ
うになつている。またｆコードとしては各ピクチヤ毎に
１つのｆコードが指定されるようになつている（但し、
ＭＰＥＧ２では上述したように水平及び垂直方向で独立
にｆコードを指定し得るためｆコードとしては実際には
２つになる）。

【００１４】ここでこのようなＭＰＥＧの原理に基づい
て形成された符号化装置の構成を図８に示す。但し、こ
こでは符号化処理として図５に示した参照関係で符号化
処理するものとして説明する。この図５に示すように、
符号化装置１は大別して動きベクトル検出器２と符号化
器３とによつて構成されている。動きベクトル検出器２
は、画像データＳ１から得られる１ピクチヤ分の画像デ
ータをマクロブロツクに分割して当該マクロブロツク毎
の動きベクトルを検出し、当該検出した各動きベクトル
を動きベクトル情報Ｓ２として符号化器３に出力する。
また動きベクトル検出器２は動きベクトルを検出する際
に使用した検出範囲を示すｆコードをｆコード情報Ｓ３
として符号化器３に出力する。

【００１５】具体的に説明すると、画像データＳ１から
得られた１ピクチヤ分の画像データがＰピクチヤに対応
するものであれば、２つ隣のフレーム画像を参照画像と
するので、動きベクトル検出器２はｆコードを「４」と
して決定し、それに応じた検出範囲内で水平及び垂直方
向の各動きベクトルを各マクロブロツク毎に検出する
（検出範囲については図７参照）。そして動きベクトル
検出器２はその検出した各動きベクトルと検出に使用し
たｆコードを符号化器３に出力する。また画像データＳ
１から得られた１ピクチヤ分の画像データがＢピクチヤ
に対応するものであれば、１つ隣のフレーム画像を参照
画像とするので、動きベクトル検出器２はｆコードを
「３」と決定し、それに応じた検出範囲内で水平及び垂
直方向の各動きベクトルを各マクロブロツク毎に検出
し、当該各動きベクトルとｆコードを符号化器３に出力
する。因みに、画像データＳ１がＩピクチヤに対応する
ものであれば符号化処理としてフレーム内符号化を行う
ため、動きベクトル検出器２は動きベクトルの検出動作
を行わない。

【００１６】符号化器３は入力された画像データＳ１に
対してフレーム内符号化又は動き補償フレーム間予測符
号化を施して当該画像データＳ１を順次符号化する。例
えば画像データＳ１がＩピクチヤに対応するものであれ
ば、そのピクチヤ内の画像データだけを使用したフレー
ム内符号化を行う。また画像データＳ１がＰピクチヤに
対応するものであれば、そのピクチヤ内の画像データと
２つ隣のピクチヤの画像データから予測した予測値との
予測残差を求め、当該予測残差を符号化する。また画像
データＳ１がＢピクチヤに対応するものであれば、その
ピクチヤ内の画像データと１つ隣のピクチヤの画像デー
タから予測した予測値との予測残差を求め、当該予測残
差を符号化する。但し、ＰピクチヤやＢピクチヤの場合
には、動きベクトル検出器２から受けた動きベクトル情
報Ｓ２を利用して予測値に対して動きベクトルに応じた
動き補償を行い、その結果得た予測値との予測残差を求
めて符号化を行う（すなわちＰピクチヤやＢピクチヤの
場合には、動き補償フレーム間予測符号化を行う）。

【００１７】また符号化器３は動きベクトル検出器２か
ら得た各動きベクトルを符号化する。その際、符号化器
３は動きベクトルそのものを符号化するのではなく、動
きベクトル検出器２から得たｆコードと、そのｆコード
を使用して表した動きベクトルの大きさを表すモーシヨ
ンコード及びモーシヨンレジデユアルとを符号化する。
符号化器３は、このような符号化処理によつて得た各デ
ータをＭＰＥＧフオーマツトで規定される所定順序に合
わせて配列し、符号化データＳ４として出力する。因み
に、この符号化データＳ４は、記録装置であれば記録手
段に渡され、伝送装置であれば送信手段に渡される。

【００１８】なお、符号化データの配列は階層的構造を
有し、大別するとシーケンス層、ＧＯＰ層、ピクチヤ
層、スライス層、マクロブロツク層及びブロツク層に分
かれている。上述したｆコードに関しては、ＭＰＥＧ１
の場合にはピクチヤ層のピクチヤヘツダ領域に格納し、
ＭＰＥＧ２の場合にはピクチヤ層のピクチヤコーデイン
グエクステンシヨン領域に格納するようになされてい
る。またモーシヨンコードやモーシヨンレジデユアルに
関してはマクロブロツク層に格納し、予測残差に関して
はブロツク層に格納するようになされている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
な従来の符号化装置１では、参照するフレーム画像の距
離によつて一義的にｆコードを決定し、そのｆコードに
よつて示される検出範囲で動きベクトルを検出してい
る。このため実際には動きベクトルが小さいにも係わら
ず大きなｆコードで動きベクトルを検出するといつた事
象が起きることがある。上述のような符号化装置１で
は、動きベクトルを符号化する際にｆコードとそれによ
つて算出されるモーシヨンコード及びモーシヨンレジデ
ユアルとを符号化するようになつており、このような事
象が生じた場合にはモーシヨンレジデユアルが大きくな
つて符号化効率が劣化するといつた不都合が生じること
がある。

【００２０】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、従来のような符号化効率の劣化を未然に回避し得る
画像符号化装置及び画像符号化方法を提案しようとする
ものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、画像データの動き量を検出し、当
該動き量を利用して画像データに動き補償予測符号化を
行うと共に、動き量を検出する際に使用した検出範囲を
表すコードを利用して当該動き量を符号化する画像符号
化装置において、画像データの１画面を所定のブロツク
に分割し、所定検出範囲内で各ブロツクの動き量を検出
する動き量検出手段と、動き量検出手段によつて検出し
た動き量を１画面分集計して大きさが最大の動き量を検
出し、当該最大動き量を検出し得る最小の検出範囲を求
めて当該最小検出範囲を表すコードを出力する最適コー
ド検出手段と、動き量検出手段によつて検出した動き量
を利用して画像データに動き補償予測符号化を行うと共
に、最適コード検出手段から出力されるコードに応じた
変数を求め、動き量を当該変数と所定の係数による積と
余りによつて表し、当該係数と余りを符号化することに
よつて動き量を符号化する符号化手段とを設けるように
した。このように実際に検出された動き量を基づいて最
適なコードを求めるようにしたことにより、動き量を表
す際の変数を小さくし得、これによつて余りの部分を小
さくし得る。このため本発明においては、従来のように
余りの部分が大きくなつて符号化効率が劣化するといつ
たことを未然に回避することができる。

【００２２】また本発明においては、画像データを順次
蓄積して１画面分蓄積したら当該画像データを順次読み
出して符号化手段に供給する第１の記憶手段と、動き量
を順次蓄積して１画面分蓄積したら当該動き量を順次読
み出して符号化手段に供給する第２の記憶手段とを設け
るようにした。このようにして第１及び第２の記憶手段
を設けるようにしたことにより、符号化手段に対する画
像データと動き量の供給タイミングを１画面分遅らせて
コードの供給タイミングに合わせることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００２４】まず始めにＭＰＥＧ方式におけるｆコード
とモーシヨンコード及びモーシヨンレジデユアルとの関
係について説明する。符号化器においては、マクロブロ
ツク単位で検出された水平及び垂直方向の各動きベクト
ルをｆコードを使用して表現するが、その際には、まず
ｆコードをｆとして、次式、

【数１】 で示される変数Ｆを求める。次に各動きベクトルｘの大
きさをこの変数Ｆを使用して、次式、

【数２】 に示すような表現形式で表現する。すなわち動きベクト
ルｘを、変数Ｆと係数（ｍｃ−１）による積と余り（ｍ
ｒ＋１）とによつて表現する。この（２）式に於けるｍ
ｃがモーシヨンコードと呼ばれるものであり、ｍｒがモ
ーシヨンレジデユアルと呼ばれるものである。この場
合、モーシヨンコードｍｃは、図１に示すように、「−
16」〜「＋16」までの整数であり、動きベクトルｘを表
現する上で最適な値が選ばれる。

【００２５】この（２）式に示すように、モーシヨンレ
ジデユアルｍｒは、動きベクトルｘを変数Ｆによる積形
式で表したときの余りに相当するものである。従つて動
きベクトルｘが小さいときに大きなｆコードを使用する
と（すなわち変数Ｆが大きいと）、このモーシヨンレジ
デユアルｍｒが大きくなるおそれがある。因みに、
（２）式のような表現形式を使用すると、動きベクトル
ｘの大きさにも依るが、モーシヨンレジデユアルとして
は最悪で「Ｆ−２」まで取り得るおそれがある。

【００２６】ところで動きベクトルに関しては、ｆコー
ド、モーシヨンコードｍｃ及びモーシヨンレジデユアル
ｍｒを可変長符号化するようになされている（但し、ｆ
コードについては符号化せず、ｆコードを表す所定のコ
ードを使用する）。このためｆコードが最適でないため
にモーシヨンレジデユアルｍｒが大きくなつた場合に
は、モーシヨンレジデユアルｍｒを可変長符号化したコ
ード自体も大きくなり、符号化効率が劣化するといつた
事象が起きる。

【００２７】また符号化されたデータは、図２に示すよ
うに、それぞれ符号化データのビツトストリーム中の所
定位置に格納される。例えばｆコードについては、ＭＰ
ＥＧ１ではピクチヤ層のピクチヤヘツダ領域（ＰＨ）に
格納され、ＭＰＥＧ２ではピクチヤ層のピクチヤコーデ
イングエクステンシヨン領域（ＰＣＥ）に格納される。
またマクロブロツク毎に水平及び垂直方向で得られるモ
ーシヨンコードｍｃやモーシヨンレジデユアルｍｒにつ
いては、それぞれマクロブロツク層の先頭領域（Ａ）に
格納される。因みに、マクロブロツク毎に得られる予測
残差を可変長符号化した画像データはマクロブロツク層
中のブロツク層（Ｂ）に格納される。因みに、ＭＰＥＧ
においては１ピクチヤ分の総ビツト量は固定ビツト量に
規定されている。

【００２８】符号化データのビツトストリームがこのよ
うな構造を有する場合に、上述したようにｆコードが最
適でないためにモーシヨンレジデユアルｍｒが大きくな
ると、画像データを格納するブロツク層（Ｂ）の領域が
狭くなり、その結果、画像データに対して割り当てる割
当ビツト量が減つてしまい、画質が劣化するといつた不
具合まで引き起こる。このようにして動きベクトルの大
きさに対してｆコードが最適でないと、符号化効率が劣
化するだけでなく、画質まで劣化するといつた不都合が
生じるおそれがある。そこで本発明においては、この点
に着目し、実際の動きベクトルの大きさに対して最適な
ｆコードを求めることにより符号化効率を劣化させない
ようにすると共に、画質を劣化させないようにする。

【００２９】以下に本発明を適用した符号化装置の具体
的構成について説明する。但し、この場合にも、図５に
示した参照関係で符号化処理するものとして説明する。
図８との対応部分に同一符号を付した図３において、１
０は全体として本発明を適用した符号化装置を示し、バ
ツフア１１、１２及び最適ｆコード検出器１３が追加さ
れたことを除いて図５に示した符号化装置１とほぼ同様
に構成される。

【００３０】動きベクトル検出器２は、画像データＳ１
から得られる１ピクチヤ分の画像データをマクロブロツ
クに分割して当該マクロブロツク毎の動きベクトルを検
出し、当該検出した各動きベクトルを動きベクトル情報
Ｓ２としてバツフア１２及び最適ｆコード検出器１３に
出力する。例えば画像データＳ１から得られた１ピクチ
ヤ分の画像データがＰピクチヤに対応するものであれ
ば、２つ隣のフレーム画像を参照画像とするので、動き
ベクトル検出器２はｆコードを仮に「４」として決定
し、その検出範囲内で水平及び垂直方向の各動きベクト
ルを各マクロブロツク毎に検出する（検出範囲について
は図７参照）。また画像データＳ１から得られた１ピク
チヤ分の画像データがＢピクチヤに対応するものであれ
ば、１つ隣のフレーム画像を参照画像とするので、動き
ベクトル検出器２はｆコードを仮に「３」と決定し、そ
の検出範囲内で水平及び垂直方向の各動きベクトルを各
マクロブロツク毎に検出する。因みに、この場合には、
動きベクトル検出器２は動きベクトルの検出に際して使
用したｆコードは出力しない。

【００３１】最適ｆコード検出器１３は、動きベクトル
検出器２から出力される動きベクトルを１ピクチヤ分集
計し、その中から水平及び垂直方向別に最大の動きベク
トルを検出する。そして検出した最大動きベクトルを検
出し得る最も小さい検出範囲を求めてそれを表す最適な
ｆコードを水平及び垂直方向別に検出し、当該検出した
ｆコードをｆコード情報Ｓ１０として符号化器３に出力
する（但し、ＭＰＥＧ１の場合には、水平及び垂直方向
別にｆコードを設定し得ないので２つのｆコードのうち
大きい方を出力し、ＭＰＥＧ２の場合には、水平及び垂
直方向別にｆコードを設定し得るので２つのｆコードを
両方出力する）。

【００３２】バツフア１２は１ピクチヤ分の動きベクト
ルを記憶し得る記憶容量を有し、動きベクトル検出器２
から供給される各動きベクトルを順次記憶し、１ピクチ
ヤ分蓄積したら順次読み出して符号化器３に出力する。
これにより最適ｆコード検出器１３が最適なｆコードを
検出するまでに掛かる時間分（すなわち１ピクチヤ分）
だけ、符号化器３に対する動きベクトルの供給タイミン
グを遅らせることができ、最適ｆコード検出器１３と供
給タイミングを合わせることができる。

【００３３】一方、符号化器３に画像データＳ１を入力
する信号系においてもバツフア１１が設けられている。
バツフア１１は１ピクチヤ分の画像データＳ１を記憶し
得る記憶容量を有し、入力された画像データＳ１を順次
記憶し、１ピクチヤ分蓄積したら順次読み出して符号化
器３に出力する。これにより最適ｆコード検出器１３が
最適なｆコードを検出するまでに掛かる時間分（すなわ
ち１ピクチヤ分）だけ、符号化器３に対する画像データ
の供給タイミングを遅らせることができ、最適ｆコード
検出器１３と供給タイミングを合わせることができる。

【００３４】符号化器３は入力された画像データＳ１に
対してフレーム内符号化又は動き補償フレーム間予測符
号化を施して当該画像データＳ１を符号化する。例えば
画像データＳ１がＩピクチヤに対応するものであれば、
そのピクチヤ内の画像データだけを使用したフレーム内
符号化を行う。また画像データＳ１がＰピクチヤに対応
するものであれば、そのピクチヤ内の画像データと２つ
隣のピクチヤの画像データから予測した予測値との予測
残差を求め、当該予測残差を符号化する。また画像デー
タＳ１がＢピクチヤに対応するものであれば、そのピク
チヤ内の画像データと１つ隣のピクチヤの画像データか
ら予測した予測値との予測残差を求め、当該予測残差を
符号化する。但し、ＰピクチヤやＢピクチヤの場合に
は、動きベクトル検出器２で検出した動きベクトルを利
用して予測値に対して動き補償を行い、その結果得た予
測値との予測残差を求めて符号化を行う（すなわちＰピ
クチヤやＢピクチヤの場合には、動き補償フレーム間予
測符号化を行う）。

【００３５】また符号化器３は動きベクトル検出器２か
ら得た各動きベクトルを符号化する。その際、符号化器
３は（１）及び（２）式で示される表現形式で動きベク
トルを表現し、ｆコード、モーシヨンコードｍｃ及びモ
ーシヨンレジデユアルｍｒを符号化する。但し、ｆコー
ドは符号化せずに当該ｆコードを表すコードをそのまま
使用し、モーシヨンコードｍｃ及びモーシヨンレジデユ
アルｍｒを可変長符号化する。符号化器３はこのような
符号化処理によつて得た各データをＭＰＥＧフオーマツ
トで規定される所定順序に合わせて配列し、符号化デー
タＳ４として出力する。

【００３６】以上の構成において、動きベクトル検出器
２は参照距離に応じて仮のｆコードを決定し、そのｆコ
ードで示される検出範囲内から動きベクトルを検出す
る。検出された各動きベクトルは最適ｆコード検出器１
３に供給されると共に、バツフア１２に供給される。最
適ｆコード検出器１３は１ピクチヤ分の動きベクトルを
集計してその中から最大の動きベクトルを検出し、その
最大動きベクトルを検出し得る最も小さいｆコードを検
出して符号化器３に出力する。このｆコード出力タイミ
ングに合わせてバツフア１２も一時蓄積していた動きベ
クトルを符号化器３に出力する。また画像データＳ１を
一時蓄積していたバツフア１１も、このｆコード出力タ
イミングに合わせて画像データＳ１を符号化器３に出力
する。

【００３７】符号化器３は入力された画像データＳ１を
ピクチヤタイプに応じてフレーム内符号化又は動き補償
フレーム間予測符号化する。また符号化器３は動き補償
フレーム間予測符号化したときに利用した動きベクトル
（すなわちバツフア１２を介して供給された動きベクト
ル）を符号化する。その際、符号化器３は動きベクトル
を（１）及び（２）式で示した表現形式で表現し、その
中のモーシヨンコードｍｃ及びモーシヨンレジデユアル
を符号化する。この場合、符号化器３に対しては最適ｆ
コード検出器１３によつて検出した最適かつ最小のｆコ
ードが供給されているので、（２）式に示したパラメー
タＦも小さくなり、余り項であるモーシヨンレジデユア
ルｍｒも小さくなる。従つてこの符号化装置１０の場合
には、従来のようにｆコードの不適切によつて生じる符
号化効率の劣化を未然に回避し得、最適な符号化効率で
符号化することができる。

【００３８】ところでモーシヨンレジデユアルｍｒは最
終的に図２に示すビツトストリーム中のマクロブロツク
層の先頭領域（Ａ）に格納されるが、上述したようにモ
ーシヨンレジデユアルｍｒが小さくなれば、画像データ
を格納するブロツク層（Ｂ）の領域が狭くなるようなこ
とはない。従つてこの符号化装置１０の場合には、画像
データの割当ビツト量を確実に確保し得、画質の劣化を
未然に回避し得る。

【００３９】このようにして動きベクトル検出器で検出
した動きベクトルの最大値を検出し、当該最大動きベク
トルを検出し得る最小のｆコード（すなわち実際の動き
ベクトルの大きさに合つた最適なｆコード）を選択して
符号化器３に供給するようにしたことにより、動きベク
トルを符号化する際にモーシヨンレジデユアルｍｒを小
さくして効率良く符号化することができる。

【００４０】以上の構成によれば、実際に得られた動き
ベクトルの最大値を検出し、当該最大動きベクトルを検
出し得る最小のｆコードを求めて符号化器３に供給する
最適ｆコード検出器１３を設けるようにしたことによ
り、動きベクトルを符号化する際にモーシヨンレジデユ
アルｍｒを小さくし得、効率良く符号化することができ
る。

【００４１】さらに以上の構成によれば、モーシヨンレ
ジデユアルｍｒを小さくし得るため、画像データの割当
ビツト量を確実に確保し得、従来のような画質の劣化を
未然に回避し得る。かくするにつき従来のような符号化
効率の劣化を未然に回避し得る符号化装置を実現し得
る。

【００４２】なお上述の実施例においては、各ピクチヤ
の参照関係が図５に示した参照関係にあるものとして説
明したが、本発明はこれに限らず、予測符号化時の参照
関係がその他のパターンであつても良い。要は、本発明
においては、参照関係については限定されるものではな
い。

【００４３】また上述の実施例においては、図５に示す
ように、Ｐピクチヤの間にＢピクチヤが１枚存在する場
合として説明したが、本発明はこれに限らず、例えばＰ
ピクチヤの間にＢピクチヤが２枚存在する場合であつて
も良い。要は、本発明においては、Ｉ、Ｂ及びＰピクチ
ヤの位置関係については限定されるものではない。

【００４４】また上述の実施例においては、本発明をＭ
ＰＥＧの符号化方式に適用した場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、例えばＩＴＵ（International
Telecommunication Union ：国際電気通信連合）等が標
準化した「H.261 」と呼ばれる符号化方式に適用するよ
うにしても良い。要は、画像データの動き量を検出し、
当該動き量を利用して画像データに動き補償予測符号化
を行うと共に、当該動き量を検出する際に使用した検出
範囲を表すコードを利用して動き量を符号化する画像符
号化装置であれば本発明を広く適用することができる。

【００４５】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、検出した
動き量を１画面分集計して大きさが最大の動き量を検出
し、当該最大動き量を検出し得る最小の検出範囲を求め
て当該最小検出範囲を表すコードを符号化手段に供給す
る最適コード検出手段を設けるようにしたことにより、
実際に検出された動き量に応じた最適なコードを得るこ
とができ、これによつて動き量を表す際の余りの部分を
小さくし得る。従つて従来のように余りの部分が大きく
なつて符号化効率が劣化するといつたことを未然に回避
し得る。かくするにつき従来のような符号化効率の劣化
を未然に回避し得る画像符号化装置を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＭＰＥＧに於けるモーシヨンコードを示す図表
である。

【図２】ＭＰＥＧに於ける符号化データのビツトストリ
ーム構造を示す略線図である。

【図３】本発明の一実施例による符号化装置の構成を示
すブロツク図である。

【図４】動き補償フレーム間予測符号化の原理の説明に
供する略線図である。

【図５】ＭＰＥＧに於けるピクチヤタイプの説明に供す
る略線図である。

【図６】動きベクトルの検出範囲の説明に供する略線図
である。

【図７】ｆコードと検出範囲の関係を示す図表である。

【図８】従来の符号化装置の構成を示すブロツク図であ
る。

【符号の説明】

１、１０……符号化装置、２……動きベクトル検出器、
３……符号化器、１１、１２……バツフア、１３……最
適ｆコード検出器。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像データの動き量を検出し、当該動き量
   を利用して上記画像データに動き補償予測符号化を行う
   と共に、上記動き量を検出する際に使用した検出範囲を
   表すコードを利用して当該動き量を符号化する画像符号
   化装置において、 上記画像データの１画面を所定のブロツクに分割し、所
   定検出範囲内で上記各ブロツクの動き量を検出する動き
   量検出手段と、 上記動き量検出手段によつて検出した上記動き量を１画
   面分集計して大きさが最大の動き量を検出し、当該最大
   動き量を検出し得る最小の検出範囲を求めて当該最小検
   出範囲を表す上記コードを出力する最適コード検出手段
   と、 上記動き量検出手段によつて検出した上記動き量を利用
   して上記画像データに動き補償予測符号化を行うと共
   に、上記最適コード検出手段から出力される上記コード
   に応じた変数を求めて上記動き量を当該変数と所定の係
   数による積と余りによつて表し、当該係数と余りを符号
   化することによつて上記動き量を符号化する符号化手段
   とを具えることを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】上記画像データを１画面分記憶し得る記憶
   容量を有し、上記画像データを順次蓄積して１画面分蓄
   積したら当該画像データを順次読み出して上記符号化手
   段に供給する第１の記憶手段と、 上記動き量検出手段によつて検出した上記動き量を１画
   面分記憶し得る記憶容量を有し、上記動き量を順次蓄積
   して１画面分蓄積したら当該動き量を順次読み出して上
   記符号化手段に供給する第２の記憶手段とを具えること
   を特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
3. 【請求項３】画像データの動き量を検出し、当該動き量
   を利用して上記画像データに動き補償予測符号化を行う
   と共に、上記動き量を検出する際に使用した検出範囲を
   表すコードを利用して当該動き量を符号化する画像符号
   化方法において、 上記画像データの１画面を所定のブロツクに分割し、所
   定検出範囲内で上記各ブロツクの動き量を検出し、 検出した上記動き量を１画面分集計して大きさが最大の
   動き量を検出し、当該最大動き量を検出し得る最小の検
   出範囲を求めて当該最小検出範囲を表す上記コードを検
   出し、 検出した上記動き量を利用して上記画像データに動き補
   償予測符号化を行うと共に、検出した上記コードに応じ
   た変数を求めて上記動き量を当該変数と所定の係数によ
   る積と余りによつて表し、当該係数と余りを符号化する
   ことによつて上記動き量を符号化することを特徴とする
   画像符号化方法。
4. 【請求項４】上記画像データを順次蓄積して１画面分蓄
   積したら当該画像データを順次読み出すことにより上記
   画像データを１画面分遅らせると共に、上記動き量を順
   次蓄積して１画面分蓄積したら当該動き量を順次読み出
   すことにより上記動き量を１画面分遅らせることを特徴
   とする請求項３に記載の画像符号化方法。