JPH06197331A - 動画像のフレーム内挿方式 - Google Patents
動画像のフレーム内挿方式Info
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- JPH06197331A JPH06197331A JP34502692A JP34502692A JPH06197331A JP H06197331 A JPH06197331 A JP H06197331A JP 34502692 A JP34502692 A JP 34502692A JP 34502692 A JP34502692 A JP 34502692A JP H06197331 A JPH06197331 A JP H06197331A
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- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 144
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 2
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フレーム内挿を用いた動画像の高能率符号化
復号化において、フレーム内挿の効率を改善し復号再生
画像の画質改善を図るとともに、符号量全体の有効活用
を実現する。 【構成】 動き検出回路１１では２フレームの参照画像
１０１，１０２のフレーム間での動き情報１０３を検出
する。領域検出回路１２では動き情報１０３を利用して
参照画像１０１，１０２を動きの異なる被写体領域毎に
分割し、それぞれの領域境界線をエッジ情報１０４，１
０５として検出する。動き補償制御回路１３では検出さ
れた情報１０３，１０４，１０５を利用して、内挿フレ
ームの画素毎に動きベクトル１０６と内挿制御情報１０
７とを検出する。動き補償内挿回路１４では検出された
情報１０６，１０７により動き補償フレーム内挿処理を
画素毎に制御して、２フレームの参照画像１０１，１０
２から内挿画像１０８を合成する。
復号化において、フレーム内挿の効率を改善し復号再生
画像の画質改善を図るとともに、符号量全体の有効活用
を実現する。 【構成】 動き検出回路１１では２フレームの参照画像
１０１，１０２のフレーム間での動き情報１０３を検出
する。領域検出回路１２では動き情報１０３を利用して
参照画像１０１，１０２を動きの異なる被写体領域毎に
分割し、それぞれの領域境界線をエッジ情報１０４，１
０５として検出する。動き補償制御回路１３では検出さ
れた情報１０３，１０４，１０５を利用して、内挿フレ
ームの画素毎に動きベクトル１０６と内挿制御情報１０
７とを検出する。動き補償内挿回路１４では検出された
情報１０６，１０７により動き補償フレーム内挿処理を
画素毎に制御して、２フレームの参照画像１０１，１０
２から内挿画像１０８を合成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は動画像フレーム内挿方法
および装置、特に複数の被写体領域の近傍でも歪の少な
い内挿画像を合成できる動画像のフレーム内挿方法およ
び装置に関するものである。
および装置、特に複数の被写体領域の近傍でも歪の少な
い内挿画像を合成できる動画像のフレーム内挿方法およ
び装置に関するものである。
【０００２】本発明は、また、フレーム内挿を用いた動
画像の符号化復号化方法および装置に関するものであ
る。
画像の符号化復号化方法および装置に関するものであ
る。
【０００３】
【従来の技術】従来の動画像のフレーム内挿方式では、
内挿フレームをあらかじめ定めた大きさのブロックに分
割し、ブロック単位で動きベクトルや参照画像の選択情
報などの付加情報を検出して符号化し、復号化側では前
記付加情報を用い、復号化された２フレームの参照画像
から内挿画像を合成することが一般的であった。一例と
して、ＩＳＯ−ＩＥＣ／ＪＴＣ１ ＳＣ２９で国際標準
化が進められている動画像符号化復号化方式（ＩＳＯ−
ＩＥＣ ＤＩＳ １１１７２）では、符号化側で内挿フ
レームを１６画素１６ラインのブロックに分割し、各ブ
ロック毎に前後２フレームの参照画像に対する動きベク
トルの検出を行い、さらに前記２フレームの参照画像の
うち何れを内挿処理に用いるかの判定を行い、それらの
結果を符号化する。復号化側ではまず参照画像となる２
フレームの画像を復号化し、次に内挿フレームのブロッ
ク単位に参照画像から動き補償フレーム内挿データを読
み出して内挿画像を合成する。また合成された内挿画像
の原画像に対する差分が大きい場合には、前記差分デー
タを符号化復号化することもできる。
内挿フレームをあらかじめ定めた大きさのブロックに分
割し、ブロック単位で動きベクトルや参照画像の選択情
報などの付加情報を検出して符号化し、復号化側では前
記付加情報を用い、復号化された２フレームの参照画像
から内挿画像を合成することが一般的であった。一例と
して、ＩＳＯ−ＩＥＣ／ＪＴＣ１ ＳＣ２９で国際標準
化が進められている動画像符号化復号化方式（ＩＳＯ−
ＩＥＣ ＤＩＳ １１１７２）では、符号化側で内挿フ
レームを１６画素１６ラインのブロックに分割し、各ブ
ロック毎に前後２フレームの参照画像に対する動きベク
トルの検出を行い、さらに前記２フレームの参照画像の
うち何れを内挿処理に用いるかの判定を行い、それらの
結果を符号化する。復号化側ではまず参照画像となる２
フレームの画像を復号化し、次に内挿フレームのブロッ
ク単位に参照画像から動き補償フレーム内挿データを読
み出して内挿画像を合成する。また合成された内挿画像
の原画像に対する差分が大きい場合には、前記差分デー
タを符号化復号化することもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の動画像フレーム
内挿方式では、内挿フレームを画像の内容に関係なくあ
らかじめ定めた大きさのブロックに分割し、ブロック単
位で参照画像から動き補償フレーム内挿データを読み出
して内挿画像を合成するため、フレーム内での動きの変
化に対してブロック単位でしか対応できず、内挿画像に
歪が生じ易いという問題点があった。特に動きが大きく
異なる２つ以上の被写体領域にまたがったブロックで
は、せいぜい１つの被写体領域の動きのみしか正確に補
償できないので、複数領域の境界付近では大きな歪を発
生していた。また合成した内挿画像と原画像との差分デ
ータを符号化復号化する場合にも、前記理由で内挿画像
に多くの歪があり、符号化すべき差分情報が十分に削減
できず、符号化効率を圧迫するなどの問題点があった。
内挿方式では、内挿フレームを画像の内容に関係なくあ
らかじめ定めた大きさのブロックに分割し、ブロック単
位で参照画像から動き補償フレーム内挿データを読み出
して内挿画像を合成するため、フレーム内での動きの変
化に対してブロック単位でしか対応できず、内挿画像に
歪が生じ易いという問題点があった。特に動きが大きく
異なる２つ以上の被写体領域にまたがったブロックで
は、せいぜい１つの被写体領域の動きのみしか正確に補
償できないので、複数領域の境界付近では大きな歪を発
生していた。また合成した内挿画像と原画像との差分デ
ータを符号化復号化する場合にも、前記理由で内挿画像
に多くの歪があり、符号化すべき差分情報が十分に削減
できず、符号化効率を圧迫するなどの問題点があった。
【０００５】本発明の目的は、画素毎に動き補償フレー
ム内挿方法を切り替えることで、複数の被写体領域の近
傍でも歪の少ない内挿画像を合成できる動画像のフレー
ム内挿方法および装置を提供することにある。
ム内挿方法を切り替えることで、複数の被写体領域の近
傍でも歪の少ない内挿画像を合成できる動画像のフレー
ム内挿方法および装置を提供することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、フレーム内挿を用い
た動画像の符号化復号化方法および装置を提供すること
にある。
た動画像の符号化復号化方法および装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、動画像の２フ
レームの画像を参照画像とし、前記参照画像の時間的に
間の位置にあるフレームを内挿画像として合成する動画
像のフレーム内挿方法において、 前記参照画像のフレ
ーム間での動き情報を前記参照画像から検出し、 前記検出された動き情報を用いて前記参照画像を動きの
異なる被写体領域毎に分割し、分割された領域の境界を
記述するエッジ情報を検出し、 前記動き情報と前記エッジ情報とを用いて内挿画像を合
成するための動きベクトルと前記参照画像の２フレーム
の何れを内挿処理に用いるかを記述する内挿制御情報と
の両方を画素毎に検出し、 画素毎に検出された情報を用いて、前記参照画像から動
き補償フレーム内挿処理により内挿画像を合成すること
を特徴とする。
レームの画像を参照画像とし、前記参照画像の時間的に
間の位置にあるフレームを内挿画像として合成する動画
像のフレーム内挿方法において、 前記参照画像のフレ
ーム間での動き情報を前記参照画像から検出し、 前記検出された動き情報を用いて前記参照画像を動きの
異なる被写体領域毎に分割し、分割された領域の境界を
記述するエッジ情報を検出し、 前記動き情報と前記エッジ情報とを用いて内挿画像を合
成するための動きベクトルと前記参照画像の２フレーム
の何れを内挿処理に用いるかを記述する内挿制御情報と
の両方を画素毎に検出し、 画素毎に検出された情報を用いて、前記参照画像から動
き補償フレーム内挿処理により内挿画像を合成すること
を特徴とする。
【０００８】また本発明は、フレーム内挿を用いた動画
像の符号化復号化方法において、 入力動画像から時間的に連続した画像フレーム間での動
き情報を検出し、 前記検出された動き情報を用いて間引きフレームを決定
し、フレーム間引き制御情報として出力し、 入力動画像から前記フレーム間引き制御情報で指定され
たフレームの画像のみを間引き、それ以外の画像を符号
化し、 前記符号化された画像を復号化し、 前記復号化された復号画像の時間的に隣合う２フレーム
を参照画像とし、前記参照画像の時間的に間に位置する
フレームの画像を動き補償フレーム内挿処理により合成
することを特徴とする。
像の符号化復号化方法において、 入力動画像から時間的に連続した画像フレーム間での動
き情報を検出し、 前記検出された動き情報を用いて間引きフレームを決定
し、フレーム間引き制御情報として出力し、 入力動画像から前記フレーム間引き制御情報で指定され
たフレームの画像のみを間引き、それ以外の画像を符号
化し、 前記符号化された画像を復号化し、 前記復号化された復号画像の時間的に隣合う２フレーム
を参照画像とし、前記参照画像の時間的に間に位置する
フレームの画像を動き補償フレーム内挿処理により合成
することを特徴とする。
【０００９】
【実施例】本発明の動画像フレームの内挿方法および装
置の実施例を図１を用いて説明する。図１は、本発明の
動画像のフレーム内挿方法を実現する装置の一実施例の
ブロック図である。
置の実施例を図１を用いて説明する。図１は、本発明の
動画像のフレーム内挿方法を実現する装置の一実施例の
ブロック図である。
【００１０】このフレーム内挿装置は、参照画像のフレ
ーム間での動き情報を参照画像から検出する動き検出回
路１１と、検出された動き情報を用いて参照画像を動き
の異なる被写体領域毎に分割し、分割された領域の境界
を記述するエッジ情報を検出する領域検出回路１２と、
動き情報とエッジ情報とを用いて内挿画像を合成するた
めの動きベクトルと参照画像の２フレームの何れを内挿
処理に用いるかを記述する内挿制御情報との両方を画素
毎に検出する動き補償制御回路１３と、動き補償制御回
路１３から供給された情報を用いて、参照画像から動き
補償フレーム内挿処理により内挿画像を合成する動き補
償内挿回路１４とから構成されている。
ーム間での動き情報を参照画像から検出する動き検出回
路１１と、検出された動き情報を用いて参照画像を動き
の異なる被写体領域毎に分割し、分割された領域の境界
を記述するエッジ情報を検出する領域検出回路１２と、
動き情報とエッジ情報とを用いて内挿画像を合成するた
めの動きベクトルと参照画像の２フレームの何れを内挿
処理に用いるかを記述する内挿制御情報との両方を画素
毎に検出する動き補償制御回路１３と、動き補償制御回
路１３から供給された情報を用いて、参照画像から動き
補償フレーム内挿処理により内挿画像を合成する動き補
償内挿回路１４とから構成されている。
【００１１】本実施例の動作を説明する。まず動き検出
回路１１で２フレームの参照画像１０１，１０２から参
照画像間の動き情報１０３を検出し出力する。動き情報
検出方法の一例として、ブロックマッチング法を用いる
ことができる。この場合には動き情報１０３として、あ
らかじめ定めた大きさのブロック毎の動きベクトルが検
出される。
回路１１で２フレームの参照画像１０１，１０２から参
照画像間の動き情報１０３を検出し出力する。動き情報
検出方法の一例として、ブロックマッチング法を用いる
ことができる。この場合には動き情報１０３として、あ
らかじめ定めた大きさのブロック毎の動きベクトルが検
出される。
【００１２】領域検出回路１２では検出された参照画像
間の動き情報１０３を用いて参照画像１０１，１０２そ
れぞれを動きの異なる被写体毎に領域分割し、領域境界
線をエッジ情報１０４，１０５として出力する。領域検
出の一例として、まず参照画像１０１，１０２にフレー
ム内２次元ハイパスフィルタなどのエッジ検出処理を行
い様々なエッジを検出し、参照画像のフレーム内で動き
が変化している部分に重なるエッジを抽出して、動きの
異なる領域境界線を示すエッジ情報１０４，１０５とし
て出力する。ここで動き情報１０３が代表点毎に検出さ
れた動きベクトルの場合には、隣接する動きベクトル間
の差分があらかじめ定めたしきい値よりも大きければ、
該当する代表点の間の部分を動きに変化のある部分と判
定する。なお図１では動き情報１０３とエッジ情報１０
４，１０５とを参照画像１０１，１０２から検出した
が、動き情報１０３とエッジ情報１０４，１０５の少な
くとも一方が、符号化側であらかじめ検出され符号化情
報として供給されている場合には、それらを用いてもよ
い。
間の動き情報１０３を用いて参照画像１０１，１０２そ
れぞれを動きの異なる被写体毎に領域分割し、領域境界
線をエッジ情報１０４，１０５として出力する。領域検
出の一例として、まず参照画像１０１，１０２にフレー
ム内２次元ハイパスフィルタなどのエッジ検出処理を行
い様々なエッジを検出し、参照画像のフレーム内で動き
が変化している部分に重なるエッジを抽出して、動きの
異なる領域境界線を示すエッジ情報１０４，１０５とし
て出力する。ここで動き情報１０３が代表点毎に検出さ
れた動きベクトルの場合には、隣接する動きベクトル間
の差分があらかじめ定めたしきい値よりも大きければ、
該当する代表点の間の部分を動きに変化のある部分と判
定する。なお図１では動き情報１０３とエッジ情報１０
４，１０５とを参照画像１０１，１０２から検出した
が、動き情報１０３とエッジ情報１０４，１０５の少な
くとも一方が、符号化側であらかじめ検出され符号化情
報として供給されている場合には、それらを用いてもよ
い。
【００１３】動き補償制御回路１３ではエッジ情報１０
４，１０５と参照画像間の動き情報１０３とを用いて、
動き補償フレーム内挿を実行するために必要な動きベク
トル１０６を画素毎に計算して出力する。また２フレー
ムの参照画像１０１，１０２の何れを動き補償フレーム
内挿に用いるかを選択する内挿制御情報１０７を同様に
画素毎に出力する。
４，１０５と参照画像間の動き情報１０３とを用いて、
動き補償フレーム内挿を実行するために必要な動きベク
トル１０６を画素毎に計算して出力する。また２フレー
ムの参照画像１０１，１０２の何れを動き補償フレーム
内挿に用いるかを選択する内挿制御情報１０７を同様に
画素毎に出力する。
【００１４】動き補償内挿回路１４では、動き補償制御
回路１３が出力した情報を用いて、内挿フレームの画素
毎に参照画像１０１，１０２の少なくとも一方から参照
データを読み出す。これを内挿フレームの全画素に対し
て実行して内挿画像１０８を合成する。ここで一方の参
照画像のみから参照データを読み出した場合には、読み
出した値をそのまま内挿画像の画素の値とする。また両
方の参照画像から読み出した場合には、読み出した２つ
の値の平均値かあるいはフレーム間距離を考慮した重み
付け平均値を内挿画像の画素の値とする。
回路１３が出力した情報を用いて、内挿フレームの画素
毎に参照画像１０１，１０２の少なくとも一方から参照
データを読み出す。これを内挿フレームの全画素に対し
て実行して内挿画像１０８を合成する。ここで一方の参
照画像のみから参照データを読み出した場合には、読み
出した値をそのまま内挿画像の画素の値とする。また両
方の参照画像から読み出した場合には、読み出した２つ
の値の平均値かあるいはフレーム間距離を考慮した重み
付け平均値を内挿画像の画素の値とする。
【００１５】本発明によるフレーム内挿の概念を図２を
用いて説明する。図２の動画像は静止した背景部分Ｂと
左上方向に移動する被写体領域Ａで構成されている。内
挿画像は、参照画像間の動きベクトルを内分して動き補
償フレーム内挿位置を求め、参照画像から読み出した画
素の値を代入することで合成できるが、動きの異なる背
景部分Ｂと領域Ａとでは異なる処理が必要である。また
被写体の動きに伴い、画像の一部分が見え隠れすること
も考慮する必要がある。図２において内挿画像上の被写
体領域Ａ１と背景領域Ｂ２は、両参照画像上で表示され
ているので、何れの参照画像から動き補償フレーム内挿
を行ってもよい。これに対して、領域Ｂ３は被写体の移
動に伴い新たに表示されたアンカバード部分で、参照画
像Ｅｆでは表示されていない画像部分なので、時間的に
後の参照画像Ｆｂから読み出される参照データのみをフ
レーム内挿に用いる。逆に、領域Ｂ４は被写体の移動に
伴い隠れるカバード部分で、参照画像Ｆｂでは表示され
ない画像部分なので、時間的に前の参照画像Ｆｆから読
み出される参照データのみをフレーム内挿に用いる。
用いて説明する。図２の動画像は静止した背景部分Ｂと
左上方向に移動する被写体領域Ａで構成されている。内
挿画像は、参照画像間の動きベクトルを内分して動き補
償フレーム内挿位置を求め、参照画像から読み出した画
素の値を代入することで合成できるが、動きの異なる背
景部分Ｂと領域Ａとでは異なる処理が必要である。また
被写体の動きに伴い、画像の一部分が見え隠れすること
も考慮する必要がある。図２において内挿画像上の被写
体領域Ａ１と背景領域Ｂ２は、両参照画像上で表示され
ているので、何れの参照画像から動き補償フレーム内挿
を行ってもよい。これに対して、領域Ｂ３は被写体の移
動に伴い新たに表示されたアンカバード部分で、参照画
像Ｅｆでは表示されていない画像部分なので、時間的に
後の参照画像Ｆｂから読み出される参照データのみをフ
レーム内挿に用いる。逆に、領域Ｂ４は被写体の移動に
伴い隠れるカバード部分で、参照画像Ｆｂでは表示され
ない画像部分なので、時間的に前の参照画像Ｆｆから読
み出される参照データのみをフレーム内挿に用いる。
【００１６】図２に示した内挿画像上でのカバード・ア
ンカバード判定を含めたフレーム内挿処理の適応制御は
図１の動き補償制御回路１３で実行される。その手順を
図３を用いて説明する。なお図３では説明の簡略化のた
めに、１つの被写体が一方向に動く場合を仮定して１次
元上で説明を行う。図３はｎフレーム隔てた２フレーム
の参照画像Ｆｆ，Ｆｂから内挿画像Ｆｉを合成する場合
を示しており、内挿画像Ｆｉは参照画像Ｆｆから時間方
向にｍフレーム離れた位置にある。図１の動き補償制御
回路１３では、エッジ情報１０４，１０５によりＦｂ上
のエッジ点Ｅｂ１，Ｅｂ２とそれぞれに対応するＦｆ上
のデータ点Ｅｆ１，Ｅｆ２が判っている。また動き情報
１０３によりＦｂ上の代表点Ｐｂ，Ｑｂ，Ｒｂ，Ｓｂそ
れぞれのＦｆ上の動き補償位置Ｐｆ，Ｑｆ，Ｒｆ，Ｓｆ
が判っている。まず２フレームの参照画像間で対応する
エッジ点と代表点との位置をフレーム間隔を考慮して内
分し、内挿画像上でのエッジ点Ｅｉ１，Ｅｉ２と代表点
Ｐｉ，Ｑｉ，Ｒｉ，Ｓｉとを得る。参照画像Ｆｆ，Ｆｂ
と内挿画像Ｆｉはこれらエッジ点により各々３つの領域
（Ｄｆ１，Ｄｆ２，Ｄｆ３），（Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ
３），（Ｄｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３）に領域分割される。
分割した領域は３フレーム間で（Ｄｆｊ→Ｄｉｊ→Ｄｂ
ｊ）のように同一インデックス領域どうしが対応してお
り、Ｄｉｊを内挿する場合の参照データはＤｆｊ，Ｄｂ
ｊのみから読み出す。また内挿画像Ｆｉ上の代表点Ｐ
ｉ，Ｑｉ，Ｒｉ，Ｓｉの動きベクトルは、参照画像Ｆｂ
上の対応する代表点の動きベクトルを内分して求める。
具体的には、代表点Ｑｂの動きベクトルがｖq ならば、
Ｑｉの動きベクトルは参照画像Ｆｆに対しての
ンカバード判定を含めたフレーム内挿処理の適応制御は
図１の動き補償制御回路１３で実行される。その手順を
図３を用いて説明する。なお図３では説明の簡略化のた
めに、１つの被写体が一方向に動く場合を仮定して１次
元上で説明を行う。図３はｎフレーム隔てた２フレーム
の参照画像Ｆｆ，Ｆｂから内挿画像Ｆｉを合成する場合
を示しており、内挿画像Ｆｉは参照画像Ｆｆから時間方
向にｍフレーム離れた位置にある。図１の動き補償制御
回路１３では、エッジ情報１０４，１０５によりＦｂ上
のエッジ点Ｅｂ１，Ｅｂ２とそれぞれに対応するＦｆ上
のデータ点Ｅｆ１，Ｅｆ２が判っている。また動き情報
１０３によりＦｂ上の代表点Ｐｂ，Ｑｂ，Ｒｂ，Ｓｂそ
れぞれのＦｆ上の動き補償位置Ｐｆ，Ｑｆ，Ｒｆ，Ｓｆ
が判っている。まず２フレームの参照画像間で対応する
エッジ点と代表点との位置をフレーム間隔を考慮して内
分し、内挿画像上でのエッジ点Ｅｉ１，Ｅｉ２と代表点
Ｐｉ，Ｑｉ，Ｒｉ，Ｓｉとを得る。参照画像Ｆｆ，Ｆｂ
と内挿画像Ｆｉはこれらエッジ点により各々３つの領域
（Ｄｆ１，Ｄｆ２，Ｄｆ３），（Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ
３），（Ｄｉ１，Ｄｉ２，Ｄｉ３）に領域分割される。
分割した領域は３フレーム間で（Ｄｆｊ→Ｄｉｊ→Ｄｂ
ｊ）のように同一インデックス領域どうしが対応してお
り、Ｄｉｊを内挿する場合の参照データはＤｆｊ，Ｄｂ
ｊのみから読み出す。また内挿画像Ｆｉ上の代表点Ｐ
ｉ，Ｑｉ，Ｒｉ，Ｓｉの動きベクトルは、参照画像Ｆｂ
上の対応する代表点の動きベクトルを内分して求める。
具体的には、代表点Ｑｂの動きベクトルがｖq ならば、
Ｑｉの動きベクトルは参照画像Ｆｆに対しての
【００１７】
【数１】
【００１８】と、参照画像Ｆｂに対しての
【００１９】
【数２】
【００２０】との２つの値が求められる。次に、内挿画
像Ｆｉ上の全ての画素点の動きベクトルを、２つの代表
点の動きベクトルから内挿・外挿計算により求める。こ
の計算は注目する画素の隣接２代表点が同一領域にある
か否かにより計算方法が異なる。Ｑｉ，Ｒｉは同一領域
Ｄｉ２にあるので、ＱｉとＲｉの間の画素点の動きベク
トルはＱｉとＲｉのそれぞれの動きベクトルから線形内
挿して求める。またＲｉとＳｉはそれぞれ異なる領域上
にある代表点なので、この間の画素点の動きベクトルは
何れか一方の代表点から外挿した値とする。簡単な具体
例としてＲｉとＥｉ２の間の各画素点の動きベクトルは
代表点Ｒｉの動きベクトルの値をそのまま代入し、Ｅｉ
２とＳｉの間の各画素点では代表点Ｓｉの動きベクトル
の値をそのまま代入する。最後に、フレーム内挿に２フ
レームの何れの参照画像を用いるかを、前記計算で求め
た動きベクトルから画素毎に決定する。例えば領域Ｄｉ
２内の内挿画素点ＴｉではＦｆ，Ｆｂ何れの参照画像に
対しても動き補償フレーム間参照位置Ｔｆ，Ｔｂが同一
インデックスを付けた領域Ｄｆ２，Ｄｂ２上にあるの
で、両方あるいは何れか一方の参照画像から読み出した
データをＴｉの内挿に用いてもよい。これに対して領域
Ｄｉ３の内挿画素点Ｕｉでは、参照画像Ｆｂ上の動き補
償フレーム間参照位置Ｕｂは同一インデックスの領域Ｄ
ｂ３内にあるが、参照画像Ｆｆ上の参照位置Ｕｆは異な
るインデックスの領域Ｄｆ２上にある。異なるインデッ
クスの領域間のデータ参照は読めないので、内挿画素点
Ｕｉへは参照画像Ｆｂから読み出したデータのみをフレ
ーム内挿に用いる。以上の処理を内挿画像Ｆｉの全画素
点で実行し、図１における動きベクトル１０６と内挿制
御情報１０７とを得る。なお図３では説明の簡略化のた
めに１次元上で説明したが、２次元の広がりをもつ画像
上でも同様な処理が実行できる。一般に２次元画像上で
は任意の内挿画素点Ｚｉに４点の近傍代表点（Ｐｉ１，
Ｐｉ２，Ｐｉ３，Ｐｉ４）が与えられ、これら４点のう
ちＺｉと同一領域内にある代表点の動きベクトルから内
挿・外挿計算を行い、内挿画素点Ｚｉの動きベクトルを
求める。
像Ｆｉ上の全ての画素点の動きベクトルを、２つの代表
点の動きベクトルから内挿・外挿計算により求める。こ
の計算は注目する画素の隣接２代表点が同一領域にある
か否かにより計算方法が異なる。Ｑｉ，Ｒｉは同一領域
Ｄｉ２にあるので、ＱｉとＲｉの間の画素点の動きベク
トルはＱｉとＲｉのそれぞれの動きベクトルから線形内
挿して求める。またＲｉとＳｉはそれぞれ異なる領域上
にある代表点なので、この間の画素点の動きベクトルは
何れか一方の代表点から外挿した値とする。簡単な具体
例としてＲｉとＥｉ２の間の各画素点の動きベクトルは
代表点Ｒｉの動きベクトルの値をそのまま代入し、Ｅｉ
２とＳｉの間の各画素点では代表点Ｓｉの動きベクトル
の値をそのまま代入する。最後に、フレーム内挿に２フ
レームの何れの参照画像を用いるかを、前記計算で求め
た動きベクトルから画素毎に決定する。例えば領域Ｄｉ
２内の内挿画素点ＴｉではＦｆ，Ｆｂ何れの参照画像に
対しても動き補償フレーム間参照位置Ｔｆ，Ｔｂが同一
インデックスを付けた領域Ｄｆ２，Ｄｂ２上にあるの
で、両方あるいは何れか一方の参照画像から読み出した
データをＴｉの内挿に用いてもよい。これに対して領域
Ｄｉ３の内挿画素点Ｕｉでは、参照画像Ｆｂ上の動き補
償フレーム間参照位置Ｕｂは同一インデックスの領域Ｄ
ｂ３内にあるが、参照画像Ｆｆ上の参照位置Ｕｆは異な
るインデックスの領域Ｄｆ２上にある。異なるインデッ
クスの領域間のデータ参照は読めないので、内挿画素点
Ｕｉへは参照画像Ｆｂから読み出したデータのみをフレ
ーム内挿に用いる。以上の処理を内挿画像Ｆｉの全画素
点で実行し、図１における動きベクトル１０６と内挿制
御情報１０７とを得る。なお図３では説明の簡略化のた
めに１次元上で説明したが、２次元の広がりをもつ画像
上でも同様な処理が実行できる。一般に２次元画像上で
は任意の内挿画素点Ｚｉに４点の近傍代表点（Ｐｉ１，
Ｐｉ２，Ｐｉ３，Ｐｉ４）が与えられ、これら４点のう
ちＺｉと同一領域内にある代表点の動きベクトルから内
挿・外挿計算を行い、内挿画素点Ｚｉの動きベクトルを
求める。
【００２１】次に、本発明の動画像のフレーム内挿符号
化復号化方法および装置の実施例を図４を用いて説明す
る。図４は本発明の動画像のフレーム内挿符号化復号化
方法を実現する装置の一実施例のブロック図である。
化復号化方法および装置の実施例を図４を用いて説明す
る。図４は本発明の動画像のフレーム内挿符号化復号化
方法を実現する装置の一実施例のブロック図である。
【００２２】このフレーム内挿符号化復号化装置は、入
力動画像から時間的に連続した画像フレーム間での動き
情報を検出する動き検出回路２１と、検出された動き情
報を用いて間引きフレームを決定し、フレーム間引き制
御情報として出力するフレーム間引き制御回路２２と、
入力動画像からフレーム間引き制御情報で指定されたフ
レームの画像のみを間引き、それ以外の画像を符号化す
る符号化回路２３と、符号化された画像を復号化する復
号化回路２４と、復号化された復号画像を保持するメモ
リ２５と、復号画像の時間的に隣合う２フレームを参照
画像とし、参照画像の時間的に間に位置するフレームの
画像を動き補償フレーム内挿処理により合成するフレー
ム内挿回路２６と、参照画像と内挿画像とを正しい表示
順序に並べ変えて出力する再生画像として出力する表示
順序変換回路２７とから、構成されている。
力動画像から時間的に連続した画像フレーム間での動き
情報を検出する動き検出回路２１と、検出された動き情
報を用いて間引きフレームを決定し、フレーム間引き制
御情報として出力するフレーム間引き制御回路２２と、
入力動画像からフレーム間引き制御情報で指定されたフ
レームの画像のみを間引き、それ以外の画像を符号化す
る符号化回路２３と、符号化された画像を復号化する復
号化回路２４と、復号化された復号画像を保持するメモ
リ２５と、復号画像の時間的に隣合う２フレームを参照
画像とし、参照画像の時間的に間に位置するフレームの
画像を動き補償フレーム内挿処理により合成するフレー
ム内挿回路２６と、参照画像と内挿画像とを正しい表示
順序に並べ変えて出力する再生画像として出力する表示
順序変換回路２７とから、構成されている。
【００２３】本実施例の動作を説明する。まず動き検出
回路２１で入力動画像２０１から動きの異なる被写体領
域毎にフレーム間での動きを検出し、領域動き情報２０
２として出力する。フレーム間引き制御回路２２では領
域動き情報２０２を利用して領域単位での動きの変動を
解析し、何れの領域でも動きに変動が無いフレームを判
定し、このフレームを間引くことを示すフレーム間引き
情報２０３を出力する。符号化回路２３ではフレーム間
引き情報２０３を参照し、フレーム間引きを行いながら
入力動画像２０１を符号化する。一方、復号化側では、
復号化回路２４において符号化データ２０４を復号画像
２０５に復号化しメモリ２５に保持する。また復号化回
路２４は、符号化回路２３で符号化された画像のフレー
ム間動き情報やフレーム内エッジ情報が併せて符号化供
給されている場合には、これらを復号化し復号画像２０
５の付加情報としてメモリ２５に保持する。フレーム内
挿回路２６ではメモリ２５に保持された２フレームの復
号画像を参照画像２０６，２０７として読み出し、内挿
画像２０８を合成する。ここで付加情報がメモリ２５か
ら読み出される場合には、付加情報を参照して内挿処理
を実行する。一方、付加情報が供給されていない場合に
は、フレーム内挿回路２６の内部で参照画像２０６，２
０７からフレーム内挿に必要な情報を検出してから内挿
画像を合成する。表示順序変換回路２７は、参照画像２
０６，２０７と内挿画像２０８とを正しい表示順序に並
べ変えて再生画像２０９として出力する。
回路２１で入力動画像２０１から動きの異なる被写体領
域毎にフレーム間での動きを検出し、領域動き情報２０
２として出力する。フレーム間引き制御回路２２では領
域動き情報２０２を利用して領域単位での動きの変動を
解析し、何れの領域でも動きに変動が無いフレームを判
定し、このフレームを間引くことを示すフレーム間引き
情報２０３を出力する。符号化回路２３ではフレーム間
引き情報２０３を参照し、フレーム間引きを行いながら
入力動画像２０１を符号化する。一方、復号化側では、
復号化回路２４において符号化データ２０４を復号画像
２０５に復号化しメモリ２５に保持する。また復号化回
路２４は、符号化回路２３で符号化された画像のフレー
ム間動き情報やフレーム内エッジ情報が併せて符号化供
給されている場合には、これらを復号化し復号画像２０
５の付加情報としてメモリ２５に保持する。フレーム内
挿回路２６ではメモリ２５に保持された２フレームの復
号画像を参照画像２０６，２０７として読み出し、内挿
画像２０８を合成する。ここで付加情報がメモリ２５か
ら読み出される場合には、付加情報を参照して内挿処理
を実行する。一方、付加情報が供給されていない場合に
は、フレーム内挿回路２６の内部で参照画像２０６，２
０７からフレーム内挿に必要な情報を検出してから内挿
画像を合成する。表示順序変換回路２７は、参照画像２
０６，２０７と内挿画像２０８とを正しい表示順序に並
べ変えて再生画像２０９として出力する。
【００２４】本発明におけるフレーム間引き処理の一例
を図５を用いて説明する。図５では説明の簡略化のため
に１つの被写体領域が一方向に移動している場合を仮定
して、１次元上で説明する。図５で被写体領域Ｃは第１
フレームから第Ｆｍフレームまでの期間では緩やかな一
定速度で移動し、第Ｆｍフレームから第Ｆｎフレームま
では速い一定速度となり、第Ｆｎフレーム以降は再び緩
やかな一定速度で動いている。すなわち領域Ｃの動きは
第Ｆｍ，Ｆｎフレームのみで変化しており、その他のフ
レーム期間は動きが一様で変動は無い。具体的な動き変
動の検出方法の一例としては、第Ｆｍ−１，Ｆｍフレー
ム間の動きベクトルと第Ｆｍ，Ｆｍ＋１フレーム間の動
きベクトルの差分が、あらかじめ定めたしきい値よりも
大きければ第Ｆｍフレームで動きに変動があったと判定
する。また第Ｆｍフレームを境とする前後数フレーム期
間での動きの変動を１次関数で近似した場合に、第Ｆｍ
フレームを境にして前記１次勾配の大きさがあらかじめ
定めたしきい値以上変化しているならば、第Ｆｍフレー
ムを動きの変化点と判定してもよい。図４のフレーム間
引き制御回路２２では、前記判定結果をもとに第Ｆｍ，
Ｆｎ以外のフレームを間引くことを決定する。ただし図
５の場合には領域Ｃの動きが全フレーム期間で零ではな
いので、動画像シーケンスの第１フレームと最終フレー
ムは間引かないことにする。図５と異なり第１から第Ｆ
ｍまでのフレーム期間で画像に全く動きが無い場合など
は、第１フレームを間引いてもよい。同様のことは最終
フレームに関しても成り立つ。図５では動きのある領域
は唯一としたが、複数の動きの異なる被写体領域が存在
する場合には、全ての領域で動きに変動が無い場合にフ
レーム間引きを実行する。
を図５を用いて説明する。図５では説明の簡略化のため
に１つの被写体領域が一方向に移動している場合を仮定
して、１次元上で説明する。図５で被写体領域Ｃは第１
フレームから第Ｆｍフレームまでの期間では緩やかな一
定速度で移動し、第Ｆｍフレームから第Ｆｎフレームま
では速い一定速度となり、第Ｆｎフレーム以降は再び緩
やかな一定速度で動いている。すなわち領域Ｃの動きは
第Ｆｍ，Ｆｎフレームのみで変化しており、その他のフ
レーム期間は動きが一様で変動は無い。具体的な動き変
動の検出方法の一例としては、第Ｆｍ−１，Ｆｍフレー
ム間の動きベクトルと第Ｆｍ，Ｆｍ＋１フレーム間の動
きベクトルの差分が、あらかじめ定めたしきい値よりも
大きければ第Ｆｍフレームで動きに変動があったと判定
する。また第Ｆｍフレームを境とする前後数フレーム期
間での動きの変動を１次関数で近似した場合に、第Ｆｍ
フレームを境にして前記１次勾配の大きさがあらかじめ
定めたしきい値以上変化しているならば、第Ｆｍフレー
ムを動きの変化点と判定してもよい。図４のフレーム間
引き制御回路２２では、前記判定結果をもとに第Ｆｍ，
Ｆｎ以外のフレームを間引くことを決定する。ただし図
５の場合には領域Ｃの動きが全フレーム期間で零ではな
いので、動画像シーケンスの第１フレームと最終フレー
ムは間引かないことにする。図５と異なり第１から第Ｆ
ｍまでのフレーム期間で画像に全く動きが無い場合など
は、第１フレームを間引いてもよい。同様のことは最終
フレームに関しても成り立つ。図５では動きのある領域
は唯一としたが、複数の動きの異なる被写体領域が存在
する場合には、全ての領域で動きに変動が無い場合にフ
レーム間引きを実行する。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、復号化
された２フレームの参照画像から内挿画像を合成するに
おいて、参照画像上で動きの異なる被写体領域を検出
し、動き補償フレーム内挿に用いる動きベクトルと実際
に動き補償フレーム内挿に用いる参照データとを画素毎
に決定するので、複数の被写体領域の境界近傍まで歪の
少ない内挿画像を合成することが可能である。また本発
明では、復号化側で動き補償フレーム内挿が可能な画像
フレームのみをあらかじめ符号化側で判定してからフレ
ーム間引き符号化を行うので、復号化側での内挿画像の
劣化を抑えつつ符号量を削減するのに効果がある。
された２フレームの参照画像から内挿画像を合成するに
おいて、参照画像上で動きの異なる被写体領域を検出
し、動き補償フレーム内挿に用いる動きベクトルと実際
に動き補償フレーム内挿に用いる参照データとを画素毎
に決定するので、複数の被写体領域の境界近傍まで歪の
少ない内挿画像を合成することが可能である。また本発
明では、復号化側で動き補償フレーム内挿が可能な画像
フレームのみをあらかじめ符号化側で判定してからフレ
ーム間引き符号化を行うので、復号化側での内挿画像の
劣化を抑えつつ符号量を削減するのに効果がある。
【図１】本発明の動画像のフレーム内挿装置の実施例の
基本ブロック図である。
基本ブロック図である。
【図２】動きの異なる複数の被写体領域がある場合に、
領域毎にフレーム内挿で参照する画像が異なることを説
明する図である。
領域毎にフレーム内挿で参照する画像が異なることを説
明する図である。
【図３】動きの異なる複数の被写体領域がある場合に、
内挿画像の画素毎に動きベクトルと参照画像の選択を決
定する手順を説明する図である。
内挿画像の画素毎に動きベクトルと参照画像の選択を決
定する手順を説明する図である。
【図４】本発明の動画像の符号化復号化装置の実施例の
基本ブロック図である。
基本ブロック図である。
【図５】動きの異なる複数の被写体領域がある場合に、
フレーム間引きの対象となる画像フレームを決定する手
順を説明する図である。
フレーム間引きの対象となる画像フレームを決定する手
順を説明する図である。
【符号の説明】 １１，２１ 動き検出回路 １２ 領域検出回路 １３ 動き補償制御回路 １４ 動き補償内挿回路 ２２ フレーム間引き制御回路 ２３ 符号化回路 ２４ 復号化回路 ２５ メモリ ２６ フレーム内挿回路 ２７ 表示順序変換回路 １０１，１０２，２０６，２０７ 参照画像 １０３ 動き情報 １０４，１０５ エッジ情報 １０６ 動きベクトル １０７ 内挿制御情報 １０８，２０８ 内挿画像 ２０１ 入力動画像 ２０２ 領域動き情報 ２０３ フレーム間引き制御情報 ２０４ 符号化データ ２０５ 復号画像 ２０９ 再生画像
Claims (4)
- 【請求項１】動画像の２フレームの画像を参照画像と
し、前記参照画像の時間的に間の位置にあるフレームを
内挿画像として合成する動画像のフレーム内挿方法にお
いて、 前記参照画像のフレーム間での動き情報を前記参照画像
から検出し、 前記検出された動き情報を用いて前記参照画像を動きの
異なる被写体領域毎に分割し、分割された領域の境界を
記述するエッジ情報を検出し、 前記動き情報と前記エッジ情報とを用いて内挿画像を合
成するための動きベクトルと前記参照画像の２フレーム
の何れを内挿処理に用いるかを記述する内挿制御情報と
の両方を画素毎に検出し、 画素毎に検出された情報を用いて、前記参照画像から動
き補償フレーム内挿処理により内挿画像を合成すること
を特徴とする動画像のフレーム内挿方法。 - 【請求項２】動画像の２フレームの画像を参照画像と
し、前記参照画像の時間的に間の位置にあるフレームを
内挿画像として合成する動画像のフレーム内挿装置にお
いて、 前記参照画像のフレーム間での動き情報を前記参照画像
から検出する手段と、 前記検出された動き情報を用いて前記参照画像を動きの
異なる被写体領域毎に分割し、分割された領域の境界を
記述するエッジ情報を検出する手段と、 前記動き情報と前記エッジ情報とを用いて内挿画像を合
成するための動きベクトルと前記参照画像の２フレーム
の何れを内挿処理に用いるかを記述する内挿制御情報と
の両方を画素毎に検出する動き補償制御手段と、 前記動き補償制御手段から供給された情報を用いて、前
記参照画像から動き補償フレーム内挿処理により内挿画
像を合成する手段とを備えることを特徴とする動画像の
フレーム内挿装置。 - 【請求項３】フレーム内挿を用いた動画像の符号化復号
化方法において、 入力動画像から時間的に連続した画像フレーム間での動
き情報を検出し、 前記検出された動き情報を用いて間引きフレームを決定
し、フレーム間引き制御情報として出力し、 入力動画像から前記フレーム間引き制御情報で指定され
たフレームの画像のみを間引き、それ以外の画像を符号
化し、 前記符号化された画像を復号化し、 前記復号化された復号画像の時間的に隣合う２フレーム
を参照画像とし、前記参照画像の時間的に間に位置する
フレームの画像を動き補償フレーム内挿処理により合成
することを特徴とする動画像の符号化復号化方法。 - 【請求項４】フレーム内挿を用いた動画像の符号化復号
化装置において、 入力動画像から時間的に連続した画像フレーム間での動
き情報を検出する動き検出手段と、 前記検出された動き情報を用いて間引きフレームを決定
し、フレーム間引き制御情報として出力する手段と、 入力動画像から前記フレーム間引き制御情報で指定され
たフレームの画像のみを間引き、それ以外の画像を符号
化する手段と、 前記符号化された画像を復号化する手段と、 前記復号化された復号画像の時間的に隣合う２フレーム
を参照画像とし、前記参照画像の時間的に間に位置する
フレームの画像を動き補償フレーム内挿処理により合成
する手段とを備えることを特徴とする動画像の符号化復
号化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34502692A JP2919211B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 動画像のフレーム内挿方式及び符号化復号化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34502692A JP2919211B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 動画像のフレーム内挿方式及び符号化復号化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06197331A true JPH06197331A (ja) | 1994-07-15 |
| JP2919211B2 JP2919211B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=18373787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34502692A Expired - Lifetime JP2919211B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 動画像のフレーム内挿方式及び符号化復号化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2919211B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6208690B1 (en) | 1996-09-12 | 2001-03-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method of motion-compensated interframe-prediction in a video-coding device |
| WO2005062623A1 (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-07 | Nec Corporation | 動画像再生方法及び装置並びにプログラム |
| JP2007110748A (ja) * | 2006-12-18 | 2007-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | 動き補償予測方法、映像信号復号方法、映像信号復号化装置 |
| JP2007295142A (ja) * | 2006-04-24 | 2007-11-08 | Hitachi Ltd | 記録再生装置、送出装置及び伝送システム。 |
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| JP2009253581A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Fujifilm Corp | 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム |
| JP2009302755A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Sony Corp | 記憶再生装置、記憶装置、再生装置及び記憶再生方法 |
| JP2013066197A (ja) * | 2006-07-25 | 2013-04-11 | Qualcomm Inc | 適応性のあるビデオフレーム補間 |
| WO2020194957A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 画像送受信システム、画像送信装置、画像受信装置、画像送受信方法及びプログラム |
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| JPS62108687A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Fujitsu Ltd | 画像信号符号化パラメ−タ制御方式 |
| JPH01231583A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Fujitsu Ltd | 可変ビットレート画像符号化装置 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP34502692A patent/JP2919211B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| WO2020194957A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 画像送受信システム、画像送信装置、画像受信装置、画像送受信方法及びプログラム |
| JPWO2020194957A1 (ja) * | 2019-03-25 | 2021-11-11 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 画像送受信システム、画像送信装置、画像受信装置、画像送受信方法及びプログラム |
| CN113678431A (zh) * | 2019-03-25 | 2021-11-19 | 索尼互动娱乐股份有限公司 | 图像发送/接收系统、图像发送装置、图像接收装置、图像发送/接收方法和程序 |
| US12005350B2 (en) | 2019-03-25 | 2024-06-11 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Image transmission/reception system, image transmission apparatus, image reception apparatus, image transmission/reception method, and program |
| CN113678431B (zh) * | 2019-03-25 | 2025-03-14 | 索尼互动娱乐股份有限公司 | 图像发送/接收系统、装置、方法和存储介质 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2919211B2 (ja) | 1999-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960402 |