JPH02226888A

JPH02226888A - 動き補償符号化装置の動ベクトル作成方式

Info

Publication number: JPH02226888A
Application number: JP1046934A
Authority: JP
Inventors: Yuji Takenaka; 裕二竹中; Yoshiji Nishizawa; 西沢　美次; Takahiro Hosokawa; 高宏細川; Yuji Mori; 裕治森; Hideki Miyasaka; 宮坂　秀樹
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-09-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（概要〕動き補償符号化装置の動ベクトル作成方式に関し、振り分は後の画像信号の動き検出を効率的かつ経済的に
行わせ、回路規模を小型にすることを目的とし、画像入力信号を画素単位に振り分け、該振り分けられた
画像信号各々をブロック単位で動き補償し、符号化を行
なう動き補償符号化装置の動ベクトル作成方式に於いて
、該振り分けられた第１の画像信号の各ブロックが該第
１の画像信号と同様に振り分けられた１フレーム前の画
像信号の所定範囲内における動きを示す第１の動ベクト
ルを作成する第１の動ベクトル作成手段と、該振り分け
られた第２の画像信号の各ブロックを該第１の動ベクト
ル作成手段にて作成された第１の動ベクトルに従って動
きを予測し、該第２の画像信号と同様に振り分けられた
ｌフレーム前の画像信号の該予測されたベクトルに従い
該第１の動ベクトル作成手段の所定範囲より狭い範囲内
における第２の動ベクトルを作成する第２の動ベクトル
作成手段とを有し、該第１の動ベクトル作成手段似て作
成された第１の動ベクトルに従い第１の画像信号を動き
補償符号化を行い、該第２の動ベクトル作成手段では該
第１の動ベクトルによって第２の画像信号の動ベクトル
を予測し、予測される移動位置の周囲から第２の動きベ
クトルを作成し、該第２の動きベクトルに従い第２の画
像信号を動き補償符号化を行うことを特徴とする動き補
償符号化装置の動ベクトル作成方式。

（産業上の利用分野〕本発明は、動き補償符号化装置の動ベクトル作成方式に
関し、特に送信しようとする画像信号を画素単位に複数
の画像信号に振り分け、該振り分けられた画像信号を並
列処理する時の動ベクトル作成方式に関する。

ＨＤＴＶ　（高品位ＴＶ）の画像信号のように高画質な
画像を送信するときに、送信すべき情報量の増加はやむ
えず、単位時間あたりの処理情報量が多くなるため高速
処理が要求される。しかし、処理速度には＠度がある為
、上記のような高画質な画像信号を送信する場合には画
像信号を複数に振り分け、振り分けられた画像信号の個
々を別々の符号化器により並列的に処理することにより
、各符号器の処理速度を減速して対応している。よって
、送信すべき画像信号を複数の画像信号に振り分は動き
補償符号化を行なうのに適した動き補償符号化装置の動
ベクトル作成方式が望まれている。

〔従来の技術〕

従来の高品位ＴＶ等の画像信号を送信すると場合の動き
補償符号化装置を第９図に示している。

まず画像入力信号はＡ／Ｄ変換器１７１に入力される。

Ａ／Ｄ変換器１７１では入力されたアナログの画像信号
をディジタルの画像信号に変換し、前処理部１７２に出
力する。前処理部１７２では入力された画像信号を画素
単位に複数の画像信号に振り分け、例えば、画像信号を
画素毎に２つの画像信号に振り分け、第１の動ベクトル
作成部１７３．第２の動ベクトル作成部１７６、と第１
の動き補償符号化器１７４．第２の動き補償符号化器１
７７に出力している。

まず第１の動ベクトル作成部１７３では前処理部１７２
から人力した第１の画像信号と第１の動き補償符号化器
！７４から入力したｌフレーム前の局部復号信号間の第
１の動ベクトルを作成し、第１の動き補償符号化器１７
４及び可変長符号化器１７５に出力する。第１の動き補
償符号化器１７４では、前処理部１７２から入力した第
１の画像信号を第１の動ベクトル作成部１７３から入力
した第１の動ベクトルに従って動き補償されたー予測信
号との差分値を検出し、可変長符号化器１７５に出力す
る。可変長符号化器１７５では入力された差分値と第１
の動ベクトルを多重化し、可変長符号化することにより
第１の差情報としてバッファメモリ１７９に出力してい
る。

一方、第２の動ベクトル作成部１７６では前処理部１７
２から入力した第２の画像信号と第２の動き補償符号化
器１７７から入力した１フレーム前の局部復号信号から
第２の動ベクトルを作成し、第２の動き補償符号化器１
７７と可変長符号化器１７８に出力する。第２の動き補
償符号化器１７７では、前処理部１７２から入力した第
２の画像信号を第２の動ベクトル作成部１７６から入力
した第１の動ベクトルに従って動き補償された予測信号
との差分値を検出し、可変長符号化器１７８に出力する
。可変長符号化器１７８では入力された差分値と第２の
動ベクトルを多重化し、可変長符号化することにより第
２の差情報としてバッファメモリ１７９に出力している
。

バッファメモリ１７９では入力された第１の差情報と第
２の差情報を順次一定速度で伝送路に出力する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記に示した従来の送信すべき画像信号を複数の画像信
号に振り分は動き補償符号化を行なう動き補償符号化装
置では、振り分けられた画像信号の各々に対して独立し
た動ベクトル作成器を設けていた。しかし、振り分は前
の画像信号の同一ブロック内にある画素が振り分けられ
たとき、同一ブロック内の画素各々の移動位置は近接し
た位置となる。従って、画像信号を振り分けたときに、
振り分けられた画像信号の各々に同じレベルの動ベクト
ル作成器を設けるのは不経済であり、かつ回路規模が大
きくなってしまうという問題点が合った。

よって、振り分は後の画像信号の動き検出を効率的かつ
経済的に行わせ、回路規模を小型にすることを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図に本発明の原理図を示す。

まず画像信号が前処理手段１に入力される。前処理手段
１では、入力された画像信号を画素単位に複数の画像信
号に振り分け、振り分けられた第１の画像信号を第１の
符号化手段３と第１のベクトル作成手段２に出力し、振
り分けられた第２の画像信号を第２の符号化手段５と第
２のベクトル作成手段４に出力する。第１のベクトル作
成手段２では入力された第１の画像信号の各ブロックと
１フレーム前に同一の振り分は方法で振り分けられた画
像信号との間で所定範囲内における第１の動ベクトルを
作成し、第１の符号化手段３と第２のベクトル作成手段
４に出力している。第１の符号化手段３では、前処理手
段１から入力された第１の画像信号を、第１のベクトル
作成手段２から入力した第１の勤ベクトルに従って該ｌ
フレーム前に同一の振り分は方法で振り分けられた画像
信号を動き補償した予測信号との差を検出して送信する
。

また、第２の動ベクトル作成手段４では第１の動ベクト
ル作成手段２から入力した第１の動ベクトルによって動
きを予測し、該ベクトルの移動先の位置の周辺の所定範
囲内の第２の動ベクトルを作成し、第２の符号化手段５
に出力している。第２の符号化手段５では、前処理手段
ｌから入力された第２の画像信号を、第２のベクトル作
成手段４から入力した第２の動ベクトルに従って該１フ
レーム前に同一の振り分は方法で振り分けられた画像信
号を動き補償した予測信号との差を検出して送信する。

〔作用］１つの基になる画像信号を、画素単位に設定された振り
分は方法に従って複数の画像信号に振り分けた時に、該
複数の画像信号の振り分は前の同一ブロック内における
画素の移動位置は類似した位置にくるという特性がある
。

このような特性を利用し、振り分けられた画像信号の内
ある一つの画像信号については広範囲の動き検索を行な
って動ベクトルを作成し、他の画像信号については、上
記広範囲の動き検索によって作成された動ベクトルの移
動位置の周囲にて狭い範囲の動ベクトルを検索すること
により動ベクトルを作成している。

〔実施例〕

以下図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図の前処理手段ｌは第２図の前処理部１１に対応し
、第１図の第１の動ベクトル作成手段２は第２図の第１
の動ベクトル作成部２１に対応し、第１図の第２の動ベ
クトル作成手段４は第２図の第２の動ベクトル作成部４
１に対応し、第１図の第１の符号化手段３は第２図の第
１の動き補償符号化器３１に対応し、第１図の第２の符
号化手段５は第２図の第２の動き補償符号化器５１に対
応している。

第２図に於いて、送信すべき画像信号がＡ／Ｄ変換器６
１にてディジタル画像信号に変換され、前処理部１１に
入力される。

前処理部１１の詳細図を３図に示し、第４図に前処理部
１１のタイムチャートを示す、第３図に於いて、Ａ／Ｄ
変換器６１から入力されたディジタルの画像信号はＦＦ
回路１１１に入力される。ＦＦ回路１１１では第４図■
に示すディジタルの画像信号Ｄ１を第４図■に示すクロ
ックＣ１によって画素単位に検出し、ＦＦ回路１１２と
ＦＦ回路１１３に出力している。ＦＦ回路１１２では入
力された各画素の値を第４図■に示すクロックによって
第４図■に示すように１ブロツクおきにサンプリングし
、ＦＦ回路１１４に出力している。一方、ＦＦ回路１１
３では該ＦＦ回路１１２と重ならないような第４図■に
示すクロックによって第４図■に示すようにサンプリン
グし、ＦＦ回路１１５に出力している。ＦＦ回路１１４
では入力された各画素の値を第４図■に示すクロックに
よって、第４図■に示す用に順次更新される画素の値を
第１の画像信号として第１の動ベクトル作成手段２１と
遅延回路６２を介して第１の動き補償符号化器３１に出
力している。一方、ＦＦ回路１１５では、ＦＦ回路１１
４同様に、第４図■に示すクロックによって、第４図■
に示す用に順次更新される画素の値を第２の画像信号と
して第２の動ベクトル作成手段４１と遅延回路６３を介
して第２の動き補償符号化器５１に出力する。即ち、第
５図（ａ）に示すような１つの画像信号を、画素の入力
順にしたがって、入力順が奇数のものと偶数のものとで
分割し、第５図（ｂ）及び該５図（Ｃ）に示す様に分割
することにより１つの画像信号を２つに分割している。

まず第１の動ベクトル作成部２１では、第６図（ａ）に
示す用に画像信号の１ブツク（縦８画素×横８画素）に
対して、縦２４画素×横２４画素又は４８画素の範囲内
に於いて各ブロックの移動位置の検索を行う、第１の動
ベクトル作成部２１の詳細図を第７図に示す。第７図に
於いて、前処理部から入力された第１の画像信号は、減
算器２１３−１〜２１３−ｎ　　（検索範囲が２４Ｘ２
４のときには２８９個の減算器が必要であり、検索範囲
が２４Ｘ４８のときには６９７個の減算器が必要である
。）の各々に入力される。一方、フレームメモリ２１１
に蓄えられている前フレームの画像信号が遅延器２１２
−１〜２１２−ｒｉ各々に入力される。遅延器２１２−
１〜２１２−ｎでは、それぞれ異なる遅延時間が設定さ
れており該入力された第１の画像信号の各ブロックが該
動き検索範囲内にて画素単位で全ての位置に移動した場
合の予測画像ブロックが求められる。

例えば、同位置のブロックに対して差を検出する場合に
は遅延器２１２の遅延時間とフレームメモリ２１１の遅
延時間をたしてｌフレーム分の遅延となるようにする。

以上のようにして作成した、検索範囲内の画素単位で全
ての位置に移動した場合の予測画像ブロックは夫々異な
る該減算器２１３−１〜２１３−ｎに出力される。減算
器２１３−１〜２１３−ｎでは入力された予測画像ブロ
ックと、該前処理部１１から入力された画像ブロックの
差を検出し、加算器２１４−１〜２１４−ｎに出力して
いる。

加算器２１４−１〜２１４−ｎでは、減算器２１３−１
〜２１３−ｎから入力した差とＦＦ回路２１５−１〜２
１５−ｎから入力された差を加算し、Ｆ　Ｆ’回路２１
５−１〜２１５−ｎに出力している。ＦＦ回路２１５−
１〜２１５−ｎでは入力された差を２１４−１〜２１４
−　ｎと比較器２１６に出力している。即ち、入力され
る差をフィードバックし加算することで、各ブロック移
動位置毎の差の累積値を求めている。

比較器２１６では各ブロックの移動位置毎の差の累積値
を入力して最も差の累積値が少ない位置から画像ブロッ
クが移動したと判定し、該判定結果を動ベクトル作成器
２１７に出力している。動ベクトル作成器２１７では、
入力された判定結果から第１の動ベクトルを作成し、第
１の動き補償符号化器３１と可変長符号化器７１と第２
の動ベクトル作成部４１に出力している。

第１の動き補償符号化器３１では、遅延回路６２を介し
て入力した第１の画像信号と、前フレームの画像信号を
該入力された第１の動ベクトルに従って動き補償した予
測信号との差を検出し、差情報として可変長符号化器７
１に出力している。また、予測信号の作成に用いられる
前フレームの画像信号を第１の動ベクトル作成部２１に
出力している。

可変長符号化器７１では入力された差情報と第１の動ベ
クトルを可変長符号化し、遅延回路７２を介してバッフ
ァメモリ７４に出力する。

一方、第２の動ベクトル作成部４１では、振り分は前の
画像信号の同一ブロック内における近接した画素の移動
位置は近接した画素と近位すると言う特性を利用し、第
１の動ベクトル検出部２１で作成した第１の動ベクトル
の移動位置を中心にして該第１の動ベクトルの検索範囲
より狭い１４×１４の範囲内で移動位置を検索を行う、
（検索範囲が１４Ｘ１４のときには４９個の減算器が必
要である）第２の動ベクトル作成部４１の詳細図を第８
図に示す。第８図では、前処理部から入力された第２の
画像信号は、（検索範囲が１４Ｘ１４のときには４９個
の減算器が必要である）減算器４１４−１〜４１４−ｎ
の各々に人力される。一方、フレームメモリ４１１に蓄
えられている前フレームの画像信号が可変遅延器４１２
に入力される。可変遅延器４１２では第１の動ベクトル
を入力し、該第１の動ベクトルの移動先を中心とした検
索範囲となるように前フレームの画像信号の遅延量を調
整して遅延器４１３−１〜４１３−ｎ各々に出力してい
る。遅延器４１３−１〜４１３−ｎでは、それぞれ異な
る遅延時間が設定されており該入力された第２の画像信
号の各ブロックが該第１の動ベクトルに従った移動先を
中心とした動き検索範囲内にて画素単位で全ての位置に
移動した場合の予測画像ブロックが求められる。

例えば、該第１のベクトルに従った移動先の画像ブロッ
クに対して差を検出する場合には遅延器４１３の遅延時
間とフレームメモリ４１１の遅延時間をたしてｌフレー
ム分の遅延となり、さらに可変遅延器の遅延量により、
移動先のブロックに対してｌフレーム分の遅延となるよ
うにする。

以上のようにして作成した、検索範囲内の画素単位で全
ての位置に移動した場合の予測画像ブロックは夫々異な
る該減算器４１４−１〜４１４−ｎに出力される。減算
器４１４−１〜４１４−ｎでは前処理部１１から入力し
た第２の画像ブロックと予測画像ブロックとの差を検出
し、加算器４１５−１〜４１５−ｎに出力している。加
算器４１５−１〜４１５−ｎでは減算器４１４−１〜４
１４−　ｎから入力した差とＦＦ回路４１６−１〜４１
６−ｎから入力された差を加算し、ＦＦ回路４１６−１
〜４１６−ｎに出力している。ＦＦ回路４１６−１〜４
１６−ｎでは人力された差を４１５−１〜４１５−ｎと
比較器４１７に出力している。即ち、入力される差をフ
ィードバックし加算することで、各ブロック移動位置毎
の差の累積値を求めている。

比較器４１７では各ブロックの移動位置毎の差の累積値
を入力して最も差の累積値が少ない位置から画像ブロッ
クが移動したと判定し、該判定結果を動ベクトル作成器
４１８に出力している。動ベクトル作成器４１８では、
入力された判定結果から第２の動ベクトルを作成し、第
２の動き補償符号化器５１と可変長符号化器７３に出力
している。

第２の動き補償符号化器５１では、遅延回路６３を介し
て入力した第２の画像信号と、前フレームの画像信号を
該入力された第２の動ベクトルに従って動き補償した予
測信号との差を検出し、差情報として可変長符号化器７
３に出力している。また、予測信号の作成に用いられる
前フレームの画像信号を第２の動ベクトル作成部４１に
出力している。

可変長符号化器７３では入力された差情報と、第２の動
ベクトルを可変長符号化してバッファメモリ７４に出力
する。

バッファメモリ７４では入力された第１の画像信号に対
する差及び第１の動ベクトルと、第２の画像信号に対す
る差及び第２のベクトルを順次一定速度で伝送路インタ
ーフェース７５に出力している。

伝送路インターフェース７５では入力された第１の画像
信号に対する差及び第１の動ベクトルと、第２の画像信
号に対する差及び第２のベクトルを伝送路に合った信号
に変換し、伝送路に送出する。

また、本実施例では１つの画像信号を２つに振り分けた
場合を説明したが、画像を複数個に振り分ける場合であ
れば同様な効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、振り分けられた画像信号
の各々に対して独立した動ベクトルの検出は行わず、少
なくとも１つの振り分は画像信号に付いて広範囲な動き
検出を行えば、他の振り分は画像信号に対しては狭い範
囲動き検出を行ってもベクトル検出精度を落とすことな
く、ベクトル検出範囲が狭くなった分、回路規模を小型
化することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図第２図は本発明の１実施例第３図は前処理部の詳細図第４図は前処理部のタイムチャート第５図は画像信号の振り分けを示す口筒６図は動ベクトルの検索範囲を示す図第７図は第１の
動ベクトル作成部の詳細図第８図は第２の動ベクトル作
成部の詳細図第９図は従来の動き補償符号化装置図に於いて、ｌ・・・前処理手段２・・・第１の動ベクトル作成手段３・・・第１の符号化手段４・・・第２の動ベクトル作成手段５・・・第２の符号化手段１１・・・前処理部２１・・・第１の動ベクトル作成部３１・・・第１の動き補償符号化器４１・・・第２の動ベクトル作成部５１・・・第２の動き補償符号化器６１・・・Ａ／Ｄ変換器　　　６２・・・遅延回路６３
・・・遅延回路　　　　　７１・・・可変長符号化器７
２・・・遅延回路　　　　　７３・・・可変長符号化器
７４・・・バッファメモリ　　７５・・・伝送路ＩＮＦ
１１１　、１１２．１１３．１１４．１１５・・・ＦＦ
回路２１１・・・フレームメモリ２１２−１〜２１２−ｎ・・・遅延器２１３−１〜２１３−ｎ　・・・減算器２１４−１〜２
１４−ｎ・・・加算器２１５−１〜２１５−ｎ　・・・Ｆ　Ｆ回路２１６・・
・比較器　　　　　２１７・・・動ベクトル作成器４１
１・・・フレームメモリ４１２・・・可変遅延器４１３−１〜４１３−ｎ・・・遅延器４１４−１〜４１４−ｎ・・・減算器４１５−１〜４１５−ｎ・・・加算器４１６−１〜４１６−ｎ　−Ｆ　Ｆ回路４１７・・・比
較器　　　　　４１８・・・動ベクトル作成器本発明、
７１席Ｓ里区半１図

Claims

【特許請求の範囲】画像入力信号を画素単位に振り分け（１）、該振り分け
られた画像信号各々をブロック単位で動き補償し、符号
化（３）（５）を行なう動き補償符号化装置の動ベクト
ル作成方式に於いて、該振り分けられた第１の画像信号
の各ブロックが該第１の画像信号と同様に振り分けられ
た１フレーム前の画像信号の所定範囲内における動きを
示す第１の動ベクトルを作成する第１の動ベクトル作成
手段（２）と、該振り分けられた第２の画像信号の各ブロックを該第１
の動ベクトル作成手段（２）にて作成された第１の動ベ
クトルに従って動きを予測し、該第１の画像信号と同様
に振り分けられた１フレーム前の画像信号の該予測され
たベクトルに従い該第１の動ベクトル作成手段（２）の
所定範囲より狭い範囲内における第２の動ベクトルを作
成する第２の動ベクトル作成手段（４）とを有し、該第
１の動ベクトル作成手段（１）似て作成された第１の動
ベクトルに従い第１の画像信号を動き補償符号化（３）
を行い、該第２の動ベクトル作成手段（２）では該第１
の動ベクトルによって第２の画像信号の動ベクトルを予
測し、予測される移動位置の周囲から第２の動きベクト
ルを作成し、該第２の動きベクトルに従い第２の画像信
号を動き補償符号化（５）を行うことを特徴とする動き
補償符号化装置の動ベクトル作成方式。