JPH0670308A - 動き補償フレーム間予測符号化装置 - Google Patents

動き補償フレーム間予測符号化装置

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JPH0670308A
JPH0670308A JP4219897A JP21989792A JPH0670308A JP H0670308 A JPH0670308 A JP H0670308A JP 4219897 A JP4219897 A JP 4219897A JP 21989792 A JP21989792 A JP 21989792A JP H0670308 A JPH0670308 A JP H0670308A
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JP
Japan
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motion vector
motion
sub
image
prediction error
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JP4219897A
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English (en)
Inventor
Shuji Inoue
修二 井上
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像フレーム間の動きベクトル検出におい
て、検出精度向上、演算量の低減ならびに検出された動
きベクトルの妥当性の判定が可能な動き補償フレーム間
予測符号化装置を提供する。 【構成】 サブブロック分割部116は入力画像および
前フレームの画像を複数のサブブロックに分割し、動き
ベクトル検出部114、115は各サブブロックの動き
ベクトルを検出し、動きベクトル算出部112で各動き
ベクトルの加重平均を求めてフレームメモリおよび多重
化部へ出力する。この際動きベクトル判定部111で各
動きベクトルの有効性を判定し、「有効」と判定した時
にスイッチ113をオンにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビ会議、テレビ電
話、ケーブルテレビなどに使用する動き補償フレーム間
予測符号化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は従来の動き補償フレーム間符号化
装置の構成を示している。図7に於いてデジタル化され
た入力画像は入力端子701より加算器702に入力さ
れる。また加算器702へはフレームメモリ710より
出力された予測値も入力され両者の差として予測誤差を
出力する。この予測誤差は直交変換部703に入力され
直交変換される。変換係数は量子化部704に入力さ
れ、量子化される。量子化された変換係数は逆量子化部
712及び、多重化部705に入力される。多重化部7
05は量子化部704で量子化された変換係数と動ベク
トル検出部711で検出された動ベクトルを多重化して
端子706を通して出力する。一方逆量子化部712は
量子化された変換係数を逆量子化して変換係数に戻し、
逆直交変換部708にて逆直交変換し、予測誤差を出力
する。逆直交変換によって得られた予測誤差は加算器7
09に与えられる。加算器709はフレームメモリ71
0からの予測値と逆直交変換部708からの予測誤差を
加算し、再生画素値をフレームメモリ710に出力す
る。フレームメモリ710は加算器709からの再生画
素値から再生画像をつくりそれを次フレームの予測値と
して出力する。また動ベクトル検出部711は端子70
1より入力された入力画像とフレームメモリ710から
の再生画像から動ベクトルを求め出力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の動き補償フレーム間予測符号化装置では、ブロック
全体のパターンマッチングによって動きベクトルを検出
するため、以下の3つの問題がある。(1)動きベクト
ルの検出精度を1画素以下にするためには参照画像の補
間を行わなければならず処理が複雑化する。(2)マッ
チングの為の演算量が指数関数的に増加する。(3)検
出された動きベクトルが実際の動きと合致しているかど
うか判定できない。
【0004】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、少ない演算量で精度の高い動きベクトルを
検出し、検出された動きベクトルが実際の動きと合致し
ているかを判定することができる優れた動き補償フレー
ム間予測符号化装置を提供する事を目的とするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、動き補償フレ
ーム間予測符号化装置において、第1の手段は符号化を
行うブロックをサブブロックに分割するブロック分割部
と分割されたサブブロック毎に動きベクトルを検出する
動きベクトル検出部とこれらサブブロック毎に検出され
た動きベクトルから該ブロックの動きベクトルを計算す
る動きベクトル算出部を備えたことを特徴とする。
【0006】また、本発明の第2の手段は上記該ブロッ
クの動きベクトルが実際の動きと合致しているか否か
(有効/無効)を判定するための評価量αを、サブブロ
ック毎の動きベクトル検出時に算出された評価量の最小
のものとし、この評価量αの値により、動きベクトルの
有効/無効を判定する動きベクトル判定部を備えたこと
を特徴とする。
【0007】また、本発明の第3の手段は上記該ブロッ
クの動きベクトルが実際の動きと合致しているか否か
(有効/無効)を判定するための評価量βを、サブブロ
ック毎に検出された動きベクトル値より算出し、この評
価量βの値により、動きベクトルの有効/無効を判定す
る動きベクトル判定部を備えたことを特徴とする。
【0008】また、本発明の第4の手段は第2、第3の
手段記載の評価量α、評価量βの2つを用いて動きベク
トルの有効/無効を判定する動きベクトル判定部を備え
たことを特徴とする。
【0009】
【作用】したがって、本発明によれば、画素数の減った
複数のサブブロックより検出された動きベクトルから該
ブロックの動きベクトルを検出、判定するため、著しい
演算量の増加を伴わず精度の高い動きベクトルの検出判
定が行えるという効果を有する。
【0010】
【実施例】(実施例1)図1は本発明の一実施例の構成
を示すブロック図である。図1において、101は入力
端子、102は入力画像と予測画像の差分をとり予測誤
差信号を出力する加算器、103は102から出力した
予測誤差信号に対し直交変換を行い変換係数を出力する
直交変換部、104は103から出力した変換係数を量
子化する量子化部、105は104で量子化された変換
係数と112で求めた動きベクトルを多重化して符号化
する多重化部、106は出力端子、107は104で量
子化された変換係数を逆量子化する逆量子化部、108
は107で逆量子化された信号を逆変換する逆直交変換
部、109は108から出力される予測誤差信号とフレ
ームメモリ110の画像とを加算する加算器、110は
加算器109からの1フレームの画像を記憶すると共
に、動きベクトル算出部112の動きベクトルを用いて
動き補償を行い予測画像として加算器102へ出力し、
またサブブロック分割部116へ前フレームの画像とし
て出力するフレームメモリである。
【0011】111は114、115で得られた複数の
動きベクトルの評価値に基づいて動きベクトルの有効/
無効性を判定しスイッチ113のオン/オフ制御信号を
発生する動きベクトル判定部、112は動きベクトル検
出部で求められた評価値を基に動きベクトルの加重平均
を求める動きベクトル算出部、113は動きベクトル判
定部111から「有効」の信号がきたとき「オン」とな
り、動きベクトル算出部112の動きベクトルをフレー
ムメモリ110および多重化部105に出力するスイッ
チ、114、115は各サブブロックの動きベクトルと
その評価値をそれぞれ検出する動きベクトル検出部、1
16は入力画像および前フレームの画像をそれぞれ複数
のサブブロックに分割するサブブロック分割部である。
【0012】次に図1、図2、図3および図5を用いて
本発明の実施例1の動作を説明する。
【0013】図1において端子101より入力されたデ
ジタル画像信号はサブブロック分割部116及び加算器
102に入力される。加算器102はフレームメモリ1
10から出力された予測画像との差分画像を直交変換部
103に出力する。直交変換部103は入力された差分
画像をたとえば離散コサイン変換(DCT:discreteco
sine transform)の様な直交変換を行い変換係数を量子
化部104に出力する。量子化部104は変換係数を量
子化し逆量子化器107、多重化部105に出力する。
多重化部105は動きベクトル算出部112で検出され
た動きベクトルを動きベクトル判定部111の結果に従
って量子化された変換係数とを多重化し、符号化して端
子106を通して出力する。また、逆量子化部107は
量子化された変換係数を逆量子化し逆直交変換部108
に出力する。逆直交変換部108はこれをもとの予測誤
差に変換し加算器109に出力する。加算器109はフ
レームメモリ110から出力された予測画像と逆直交変
換された予測誤差画像をフレームメモリ110に再生画
像として出力する。サブブロック分割部116はフレー
ムメモリ110から出力される前フレームの画像と端子
101から入力された現フレームの画像をそれぞれ2つ
のサブブロックに分割する。動きベクトル検出部(1)
114と動きベクトル検出部(2)115はそれぞれに
分割されたサブブロック毎の動きベクトルを検出する。
サブブロックへの分割の例を図2の示す。それぞれのサ
ブブロック毎に検出された動きベクトルはベクトル算出
部112及び動きベクトル判定部111に入力される。
【0014】動きベクトル算出部112は入力された2
つの動きベクトル及び検出時に算出された評価値によっ
て加重平均処理を行い1つの動きベクトルを出力する。
加重平均の動作を図3に示す。2つの評価値の比がε1
以下の場合、加重係数Aを1とし、ε2以上の場合には
0にする。その間の値の場合には図3に示されるように
0から1までの値をとる。動きベクトル判定部111は
入力された2つの動きベクトルから評価量αを算出し、
このαが予め与えられた閾値εより小さい場合には動き
ベクトルを有効と判定し、スイッチ113をオンにす
る。また逆にαがεより大きい場合には動きベクトルを
無効と判定し、スイッチ113をオフにする。このとき
の評価値αには、2つの動きベクトルのなす角度や、内
積を用いることができる。図5に2つの動きベクトルの
なす角度を評価量α(α=θ)とした場合の動きベクト
ル判定部のブロック図を示す。
【0015】動きベクトルの検出は2つの画像のパター
ンマッチングによって行われる為、ノイズの重畳された
画像や変化の少ない画像などでは誤検出が多く、実際の
画像の動きと動きベクトルが一致しない場合がある。こ
のような間違った動きベクトルはランダムになる為、2
種類の動きベクトルが異なる。また、実際の動きと一致
した動きベクトルの場合では2種類の動きベクトルの方
向、大きさは殆ど等しくなる。したがって2つの動きベ
クトルの差を表す、内積や角度差を動きベクトルの評価
量にすることにより、精度の高い動きベクトル判定をお
こなうという効果を有する。
【0016】(実施例2)上記実施例1の符号化器にお
いて動きベクトル検出部(1)114及び動きベクトル
検出部(2)115より検出された動きベクトルと共に
動き検出時に算出された評価量βを動きベクトル判定部
111に出力する。このとき評価量βにはパターンマッ
チングを行ったときのマッチング誤差を用いる。動きベ
クトル判定部111はこの評価量βによって動きベクト
ルの有効/無効の判定を行う。図4に本動きベクトル判
定部のブロックを示す。入力された2つの評価量βの比
較を比較器404で行い、小さい方をスイッチ401で
選択する。この値を予め与えられた閾値εと比較器40
2で比較しε以下の場合には動きベクトルを有効と判定
し、スイッチ113をオンにするための信号を出力す
る。また、閾値εより大きい場合には無効と判定し、ス
イッチ113をオフにする為の信号を出力する。これに
より、ノイズなどにより一方の動きベクトルが誤検出さ
れた場合にももう一方の動きベクトルから実際の動きに
近い動きベクトルを得ることができるという効果を有す
る。
【0017】(実施例3)上記実施例1と実施例2の動
きベクトル判定部を組み合わせ、評価量αと評価量βの
2つの評価量を用いそれぞれの条件が満足された場合の
みスイッチ113をオンにする信号を出力する。この時
のブロックを図6に示す。前述の2つの評価量を用いて
動きベクトルの判定を行うため、より精度の高い有効/
無効の判定を行うことができる。
【0018】
【発明の効果】本発明は上記実施例より明らかなよう
に、以下に示す効果を有する。サブサンプリングされた
サブブロック毎に動きベクトルを検出し、これを元に当
該ブロックの動きベクトルを算出、判定するため動ベク
トル検出の為の演算量を著しい増加無しに精度のよい動
きベクトルの検出、判定を行うことができる。また、2
つの動きベクトルの平均や加重平均により動きベクトル
を算出する為、各サブブロックで検出された動きベクト
ルの精度以上の動きベクトルを算出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動き補償フレーム間予測符号化装置の
一実施例を示す概略ブロック図
【図2】図1サブブロック分割部の動作を示す図
【図3】図1の動きベクトル算出部の動作を示す図
【図4】本発明の動きベクトルの評価量をパタンマッチ
ング誤差としたときの動きベクトル判定部の動作を説明
する図
【図5】本発明の動きベクトルの評価量をベクトル間の
角度としたときの動きベクトル判定部の動作を説明する
【図6】図4および図5を組み合わせた場合の動きベク
トル判定部の動作を説明する図
【図7】従来の動き補償フレーム間予測符号化装置の一
構成法を示す概略ブロック図
【符号の説明】
101 入力端子 102 加算器 103 直交変換部 104 量子化部 105 多重化部 106 出力端子 107 逆量子化部 108 逆直交変化部 109 加算器 110 フレームメモリ 111 動きベクトル判定部 112 動きベクトル算出部 113 スイッチ 114 動きベクトル検出部(1) 115 動きベクトル検出部(2) 116 サブブロック分割部 401 スイッチ 402 比較器 403 閾値 404 比較器 501 角度算出部 502 比較器 503 閾値 601 AND回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力画像と予測画像との差分をとり予測
    誤差を求める手段と、前記予測誤差信号を直交変換する
    手段と、この直交変換された予測誤差信号を量子化する
    手段と、前記量子化された信号を逆量子化したのち逆直
    交変換する手段と、前記逆直交変換された信号と前記予
    測画像とを加算しフレームメモリに入力する手段と、入
    力画像および前記フレームメモリから出力された前フレ
    ームの画像をそれぞれ複数のサブブロックに分割する手
    段と、前記サブブロックからそれぞれの動きベクトルを
    検出する手段と、前記複数の動きベクトルに基づき当該
    ブロックの動きベクトルを算出する手段と、前記量子化
    された予測誤差信号と前記動きベクトルを多重化したの
    ち符号化して送出する多重化部とを備えた動き補償フレ
    ーム間予測符号化装置。
  2. 【請求項2】 入力画像と予測画像との差分をとり予測
    誤差を求める手段と、前記予測誤差信号を直交変換する
    手段と、この直交変換された予測誤差信号を量子化する
    手段と、前記量子化された信号を逆量子化したのち逆直
    交変換する手段と、前記逆直交変換された信号と前記予
    測画像とを加算しフレームメモリに入力する手段と、入
    力画像および前記フレームメモリから出力された前フレ
    ームの画像をそれぞれ複数のサブブロックに分割する手
    段と、前記サブブロックからそれぞれの動きベクトルを
    検出しその評価量を求める動きベクトル検出手段と、前
    記複数の動きベクトルに基づき当該ブロックの動きベク
    トルを算出する手段と、前記複数の動きベクトルに基づ
    き当該ブロックの動きベクトルの有効性を判定する動き
    ベクトル判定手段と、前記判定手段で有効と判定された
    動きベクトルを前記フレームメモリに出力する手段と、
    前記量子化された予測誤差信号と前記動きベクトルを多
    重化したのち符号化して送出する多重化部とを備えた動
    き補償フレーム間予測符号化装置。
  3. 【請求項3】 前記動きベクトル判定手段は、各動きベ
    クトルの評価量として動きベクトル相互間の角度を用
    い、その角度の最小値が閾値以下の時「有効」と判定
    し、上記以外の時「無効」と判定することを特徴とする
    請求項(2)記載の動き補償フレーム間予測符号化装
    置。
  4. 【請求項4】 前記動きベクトル判定手段は、各動きベ
    クトルの評価量として動きベクトル算出時のマッチング
    誤差を用い、その最小値が閾値以下のとき「有効」と判
    定し、上記以外のとき「無効」と判定することを特徴と
    する請求項(2)記載の動き補償フレーム間予測符号化
    装置。
  5. 【請求項5】 前記動きベクトル判定手段は、各動きベ
    クトルの評価量として動きベクトル相互間の角度ならび
    に動きベクトル算出時のマッチング誤差を用い、その角
    度の最小値が閾値より小さく且つマッチング誤差の最小
    値が閾値より小さい時「有効」と判定し、上記以外のと
    き「無効」と判定することを特徴とする請求項(2)記
    載の動き補償フレーム間予測符号化装置。
JP4219897A 1992-08-19 1992-08-19 動き補償フレーム間予測符号化装置 Pending JPH0670308A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6370195B1 (en) 1998-04-14 2002-04-09 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for detecting motion
KR100323660B1 (ko) * 1994-07-26 2002-05-13 구자홍 에이치디티브이(hdtv)의장면적응움직임추정장치
JP2009017113A (ja) * 2007-07-03 2009-01-22 Casio Comput Co Ltd 有効性判定装置、画像処理装置及びプログラム

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