JPH08182000A - 画像符号化装置及び画像符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 符号化効率を劣化させずに回路規模が小さく
バンド幅の少ないｄｍｖ検出回路を備えた画像符号化装
置を提供する。 【構成】 フレーム予測信号を保持するための手段、フ
ィールド予測信号を保持するための手段、フレーム予測
信号を生成するための動きベクトルを、逆相フィールド
予測信号を生成するためのベクトルに変換する手段、該
逆相フィールド予測信号ベクトルにより得られる逆相フ
ィールド信号候補を保持する手段、保持されているフレ
ーム予測信号及び保持されている逆相フィールド信号候
補の一部分を平均値化して複数の第３の予測信号候補を
生成する手段、該複数の第３の予測信号候補のうち最も
予測誤差の少ない候補を第３の予測信号として選択する
手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号を符号化する
画像符号化装置及び方法に関し、特に、デジタル放送や
ケーブルテレビジョン等の映像符号化装置又はデジタル
ビデオディスクなどの記録装置若しくはテレビ会議装置
などに用いて好適な装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像信号は、デジタル化して伝送あるい
は蓄積すると膨大な情報量になるため、これを圧縮する
ための技術検討が盛んに行われている。映像情報を多重
する方式の代表的なものに、インターナショナル・オー
ガニゼーション・スタンダーダイゼーション(ISO)が標
準化を行った、ISO/IEC 13818-2（94.11 、以下、ＭＰ
ＥＧ２ video）がある。なお、ＭＰＥＧ２ videoの詳細
については上記のISO/IECDIS 13818-2 あるいは渡辺
裕：「ＭＰＥＧ２/H.262」,テレビジョン学会誌Vol.48,
No.1, pp.44〜49 (1994.1) 等に詳しい説明が記載され
ているため、本説明では概略のみを説明する。

【０００３】現在放送等に用いられている画像信号は、
図１に示すようにインターレース走査されている。図１
は右方向が時間軸、下方向が画面の垂直軸であり、画像
の一部分を取り出して表示してある。図中の丸印は該当
する時刻に該当する垂直画面位置に画像信号、すなわ
ち、走査線が存在することを示す。画像信号の処理単位
はフレームであり、図では１および２で示した点線の部
分がそれぞれフレームになる。１つのフレームは２つの
フィールド３、４あるいは５、６から構成され、その垂
直位置が半走査線分ずれていることからインターレース
走査と呼ばれている。ＭＰＥＧ２ videoでは様々な画像
を扱うことが出来るが、その中でも主に用いられるのが
上記のフレーム単位の信号である。

【０００４】ＭＰＥＧ２ videoでは、一度符号化したフ
レーム画像を符号化装置内にてすぐに復号化（局所復号
化）し、復号化装置が保持している画像と同じ画像を常
に保持する。入力された画像を符号化するときは、この
局所復号化した画像から最も類似した部分を取り出して
予測画像として符号化を行う。具体的には、画面の動き
を検出し、その動きを補正した後に予測画像を生成する
動き補償フレーム間符号化が行われる。この時、画面の
動きの情報は輝度信号１６×１６画素（マクロブロッ
ク）単位に測定され、画面内での方向と大きさ、すなわ
ち、ベクトルで表す。このベクトルを動きベクトルと呼
ぶ。

【０００５】図２は、図１のいくつかの画素を動き補償
フレーム間予測した例である。図中の矢印が動きベクト
ル（図は時間−垂直の関係のみを示しているため実際の
動きベクトルの垂直成分に相当する）を示している。図
には２種類の予測が例示されているが、それぞれ左側の
フレーム１は局所復号画像の信号、右側のフレーム２は
これから符号化する画像の信号を表している。２種類の
予測のうち左側は、フレーム予測である。フレーム予測
では予測画素はすべて１つのベクトル（フレームベクト
ル）によって表される。一方、２種類の予測のうち右側
はフィールド予測であり、フィールド予測ではフレーム
信号１、２をフィールド３、４、５、６に分解し、それ
ぞれのフィールドの画素に対して１つのベクトル（フィ
ールドベクトル）により予測画素を表す。すなわち、１
つのマクロブロックに対し、２つのベクトルが必要で、
予測に用いられる画像は、１６×８画素の画像が２つに
なる。なお、このベクトル情報の他に第１フィールド
（フィールド３）、第２フィールド（フィールド４）の
いずれから予測しているかを表す信号も付加される。

【０００６】ＭＰＥＧ２ videoでは、動き補償の精度を
高めるためにハーフペル（半画素）予測を採用してい
る。ハーフペル予測は画素と画素の間を補間することに
より少数点精度の動き補償を実現している。図３はフィ
ールド予測におけるハーフペル予測の例である。図中白
丸は実際に画素が存在する位置（フルペルあるいは整数
ペル）、黒点はハーフペルの位置である。例えば画素５
を予測するとき垂直方向のベクトルが０．５、選択する
フィールドが第１フィールドであれば、フィールド３の
「０．５」と記した黒点Ｐの画素値が予測に用いられ
る。この値は実際には上下の点Ｑ，Ｒを用いて、 Ｐ＝（Ｑ＋Ｒ）／２ …… により計算される。なお、斜線（／）は四捨五入の割り
算を表している。第２フィールドからの予測、あるいは
第２フィールドへの予測の時も同様に計算される。ま
た、水平方向に対しても同様にハーフペルが定義されて
おり、水平垂直共にハーフペルの場合には隣接する４画
素の平均値が予測画素として用いられる。

【０００７】ＭＰＥＧ２ videoでは、予測効率をさらに
高めるために、デュアルプライム予測が採用されてい
る。図４にデュアルプライム予測の例を示す。デュアル
プライム予測では、例えば第１フィールドの画素５の予
測画素を生成するとき第１フィールドの１つの画素Ａ
と、第２フィールドの１つの画素Ｄを平均して予測画素
とする。このとき、第２フィールドの画素は第１フィー
ルドの動きベクトルを１／２（実際には垂直方向ではイ
ンターレースの補正のためのオフセットがつく）にした
ときの画素Ｂを中心に上下左右±０．５画素以内の画素
（図では垂直方向のＢ、Ｃ、Ｄ）を選ぶことができる。
この±０．５画素以内の補正成分ベクトルは「ｄｍｖ」
と呼ばれ、動きベクトルと同時に符号化される。図４の
右側は第２フィールドの画素７の予測画素生成の例であ
る。このとき、第２フィールド４からの動きベクトルを
３／２倍して第１フィールドからの予測のベクトルを生
成する。また、上記の場合と同様に３／２倍されたベク
トルによって示される画素Ｆの第１フィールドのＦの上
下左右±０．５画素以内の画素（図では垂直方向のＦ、
Ｇ、Ｈ）から、ｄｍｖにより選択することができる。な
お、これらのデュアルプライムベクトルの定数倍の操作
をスケーリングと呼ぶ。ここで、マクロブロック内で
は、第１フィールドのベクトルと第２フィールドのベク
トルは同じベクトルでなければならない。また、第１フ
ィールドのベクトルと第２フィールドのベクトルのｄｍ
ｖも同じベクトルでなければならない。すなわち、１つ
のマクロブロックに対して、１つのベクトルと１つのｄ
ｍｖが符号化される。なお、以下、デュアルプライムベ
クトルによって示される信号（画素Ａ、Ｅ）を同相フィ
ールド信号、デュアルプライムベクトルとｄｍｖによっ
て示される信号（画素Ｄ、Ｈ）を逆相フィールド信号と
よぶ。

【０００８】画像を符号化するときは、上記で説明した
各予測に用いるベクトルを算出しなければならない。図
６に一般的な画像符号化装置の構成を示す。図６におい
てフレームベクトルおよびフィールドベクトルは外部に
て計算され、信号線１３４を介して符号化画像に同期し
て入力されるものとする。入力画像は信号線３０より入
力される。一方局所復号化画像を格納したメモリ１０１
からは、まず、デュアルプライム予測のベクトルを計算
するために、フィールドのベクトルをもとに８種類の画
像をそれぞれバッファ１０４〜１１１に入力する。入力
に用いるベクトルについては後に詳述する。デュアルプ
ライム用の画像の入力が終わるとデュアルプライムベク
トル検出・ｄｍｖ検出回路が起動され１のデュアルプラ
イムベクトルとｄｍｖベクトルが信号線３４に出力され
る。これと同時にメモリ１０１からはフレーム予測画
像、フィールド予測画像が読み出されそれぞれフレーム
予測バッファ１０２、フィールド予測バッファ１０３に
格納される。これらのメモリからの読み出しは、バッフ
ァ制御回路が行う。バッファ制御回路１２３は動きベク
トル等の情報を信号線１３５によりメモリ制御回路１２
４に伝送し、メモリ制御回路１２４はアドレス及び制御
線１３６により該当するデータをメモリからバス１３０
に読み出す。これと同時にバッファ制御回路１２３は制
御線１３７−１〜８により所定のバッファに画像データ
を取り込む。フレーム予測画像、フィールド予測画像は
デュアルプライム予測画像３６と共に予測モード判定選
択回路１２０に入力され、最も適した予測モードが選ば
れる。入力画像３０は選択された予測画像１３１を用い
て予測符号化回路１２１にて差分が取られ、その差分画
像が符号化される。符号化の詳細については省略する。
符号化した符号は１３２より出力され、同時に局所復号
のための信号１３３が局所復号化回路１２２に入力され
局所復号画像が得られる。局所復号画像はバス１３０を
介して再びメモリ１０１に格納される。

【０００９】図７はデュアルプライムのベクトル探索回
路の従来例である。図７では次の４つのフィールドベク
トルをもとに４つのデュアルプライム予測ベクトルの候
補を生成し、各候補ベクトルに対して全てｄｍｖ（９通
り）との組み合わせによる予測誤差を計算し、予測誤差
の最も小さい時のベクトルおよびｄｍｖを採用する。探
索回路は４つのｄｍｖ検出回路２０−１〜４と最小誤差
検出回路２１からなる。ｄｍｖ検出回路２０−１は第１
フィールドから第１フィールドへの予測フィールドベク
トルをデュアルプライム予測ベクトルとしてｄｍｖを求
める（図８（ａ））。符号化する画像信号は信号線３０
より入力され、これと同時にデュアルプライム予測ベク
トルにより示される同相フィールド予測信号（フィール
ド１、フィールド２の順）が信号線３１−１より、デュ
アルプライム予測ベクトルおよびｄｍｖによって示され
る逆相フィールド信号（フィールド２、フィールド１の
順）が信号線３２−１よりより入力される。また、これ
ら４つの信号の動きベクトル（実際にはデュアルプライ
ム予測ベクトルとデュアルプライム予測ベクトルおよび
ｄｍｖの２種類）が信号線３５−１より入力される。同
様に、ｄｍｖ検出回路２０−２は第１フィールドから第
２フィールドへの予測フィールドベクトルを２／３倍
（垂直方向はインターレース補正のためのオフセットが
つく）をデュアルプライム予測ベクトルとしてｄｍｖを
求め（図８（ｂ））、ｄｍｖ検出回路２０−３は第２フ
ィールドから第１フィールドへの予測フィールドベクト
ルを２倍（垂直方向はインターレース補正のためのオフ
セットがつく）をデュアルプライム予測ベクトルとして
ｄｍｖを求め（図８（ｃ））、ｄｍｖ検出回路２０−４
は第２フィールドから第２フィールドへの予測フィール
ドベクトルをデュアルプライム予測ベクトルとしてｄｍ
ｖを求める（図８（ｄ））。

【００１０】図９にｄｍｖ検出回路の詳細図を示す。入
力された逆相フィールドの予測信号３２は水平補間回路
５０、垂直補間回路５１により水平垂直それぞれ２倍に
アップサンプルされる。アップサンプルされた画像は、
可変遅延回路５２−１〜９により所定時間遅延される。
一方、入力された同相フィールドの予測信号３１は水平
ハーフペルフィルタ４１、垂直ハーフペルフィルタ４１
でハーフペルの処理が行われる。ハーフペルフィルタと
補間回路はほとんど同じ構成であり、ハーフペルフィル
タでは補間フィルタを用いて一旦アップサンプルした後
にハーフペルか否かにより所定の位相でダウンサンプル
を行う。補間回路は補間フィルタを用いてアップサンプ
ルした画素をそのまま出力する（出力画素数は２倍にな
る）。フィルタをかけた信号は可変遅延回路４２により
逆相フィールドの遅延時間にあうよう遅延補正される。

【００１１】図１０に逆相信号の遅延量の説明を示す。
図は１つのフィールド予測画像をアップサンプルした様
子を示している。白丸は実在の画素、黒丸は補間した画
素である。図は逆相ベクトル（デュアルプライムベクト
ルをスケーリングしたベクトル）が水平垂直とも整数ペ
ルである場合の例である。点線で囲んだ内部の白丸の画
素がｄｍｖ＝（０，０）の時の予測画素（１６×８）の
位置である。画素に付した番号は可変遅延回路への入力
順であり、左上の画素から水平に順次入力される。この
とき可変遅延回路５２−１〜９はそれぞれ、３７、３
８、３９、７３、７４、７５、１０９、１１０、１１１
画素目の信号が同時に出力されるように遅延量が決定さ
れる。すなわち、可変遅延回路５２−９の遅延量を０と
したとき、可変遅延回路５２−１〜８はそれぞれ、７
４、７３、７２、３８、３７、３６、２、１画素遅延す
る。一方可変遅延回路４２もこれら９画素が出力される
タイミングに７４番目の画素に対応する画素（同相予測
信号の第１画素）が出力されるように遅延され、さらに
符号化するデータの第１画素が信号線３０より同時に入
力される。以上をまとめるとこの時点で、各信号線に
は、次表１に示す画素の信号が出力されている。

【００１２】 ここで、ａは同相予測の第１画素、Ａは符号化画像の第
１画素である。

【００１３】逆相ベクトル（デュアルプライムベクトル
をスケーリングしたベクトル）の水平あるいは垂直成分
がハーフペルである場合も同様に処理をする。これらの
場合はｄｍｖ＝（０、０）の時に対応する画素（図７の
点線部）が１画素分上あるいは左にずれた位置にあるた
め、上記の遅延量も１あるいは３６あるいは３７増加す
る。これらの処理を全ての第１フィールド画素（１６×
８）および第２フィールド画素（１６×８）に対し行う
とｄｍｖ９通りの誤差値（例えば誤差電力）が信号線６
７−１〜９に同時に出力される。最小誤差検出回路５５
はこれら誤差のうち、最も小さいものを選択しその選択
結果の情報を信号線３３に出力する。

【００１４】上記の処理を４通りのベクトルに対して行
うが、これを１つの回路で時分割多重した場合には、Ｎ
ＴＳＣテレビジョン信号（水平７２０画素、４８０垂直
ライン、２９．９７Ｈｚ）の例では２４．７μｓ（１つ
のマクロブロックの処理時間の単純計算）で４つの処理
をしなければならない。画素の読み出し数は１２９６
（＝１８×１８×４）画素、補間後の画素数は５１８４
であるのに対して、処理クロックをサンプリングレート
の２倍の２７ＭＨｚとしたときの処理時間のクロック数
は６６７クロックしかないため、単純には時分割処理で
きない。なお、図７のような４並列処理の場合でも２７
ＭＨｚクロックでは、６６７クロックで１２９６画素
（補間後）を処理するため、内部で並列化あるいは処理
クロックの高速化を図らなければならない。

【００１５】また、第２の従来例では図７のｄｍｖ検出
回路２０−４のみの構成、すなわち、フィールド２から
フィールド２へのベクトルのみを用いてデュアルプライ
ムベクトルおよびｄｍｖを求めることにより回路規模の
縮小および、読み出しデータ量の低減を図っている。処
理速度に関しては、内部で並列化あるいは処理クロック
の高速化を図らなければならないのは第１の従来例と同
様である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記に示した従来の画
像符号化装置では、処理速度と画像メモリの単位時間に
アクセスするデータ量（バンド幅）に関して以下の課題
がある。処理速度に関しては上記に記したように内部で
並列化あるいは処理クロックの高速化を図らなければな
らない。一方バンド幅に関しては、１つのｄｍｖを求め
るのに４通りの同相の予測画像と４通りの逆相の画像信
号を入力しなければならない。これら計８通りの画像は
すべて局所復号化の画像を格納するメモリから読み出さ
なければならなず、しかもその処理はマクロブロック処
理時間以内に終了しなければない。通常の予測符号化で
は１画素あたりの局所復号化画像のメモリのアクセス回
数（バンド幅はアクセス回数に比例）は、輝度信号のみ
の読み出しは輝度・色差信号の読み出しに比べ０．７倍
（正確には０．６６６倍）になると計算して、 （イ）フレーム予測候補画像の読み出し（予測モード判
定用：０．７回） （ロ）フィールド予測候補画像の読み出し（予測モード
判定用：０．７回） （ハ）デュアルフィールド予測候補画像の読み出し（予
測モード判定用：０．７回） （ニ）予測画像の読み出し（１または２回） （ホ）復号結果の書込（１回） の計最大５．１回となる。しかし、実際には（ニ）の予
測画像の読み出しは、それ以前に行われる予測モード判
定時に使った（イ）、（ロ）及び（ハ）の画像を一時的
に蓄える事により色差信号のみ（０．３回または０．６
回）にする事ができ、最終的には３．７回のアクセスで
済む。これに対し、ｄｍｖの検出を追加すると、ｄｍｖ
検出で５．３回（８回×０．６６６）増加する。このう
ち０．７回分は上記２のフィールド予測候補画像の読み
出しと兼用できるため、実質４．６回増加し、合計で
８．３回と倍増する。

【００１７】第２の従来例ではバンド幅はｄｍｖ増加分
が１．４回（フィールド予測候補画像の読み出しとの兼
用は不可）合計で５．１回となり、バンド幅の増加は４
０％になる。また、処理速度に関して、内部で並列化あ
るいは処理クロックの高速化を図らなければならないの
は第１の従来例と同様である。なお、この時、符号化効
率は４つのベクトルを用いる場合に比べ若干劣化する。

【００１８】

【目的】そこで、本発明は、符号化効率を大幅に劣化さ
せることなく、回路規模が小さく、バンド幅の少ないｄ
ｍｖ検出回路を備えた画像符号化装置を提供することを
目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、インターレース走査された画像信号を入
力し、該画像信号を複数の小ブロックに分割し、以前に
符号化および復号化して保持されている画像から生成し
た、フレーム予測信号、フィールド予測信号、同相フィ
ールドから予測した信号及び逆相フィールドから予測し
た信号を平均値化した第３の予測信号、の各予測信号の
うち、最も予測誤差の少ない信号を予測信号として選択
し、該ブロック信号を予測符号化する画像符号化装置に
おいて、フレーム予測信号を保持するための手段、フィ
ールド予測信号を保持するための手段、フレーム予測信
号を生成するための動きベクトルを、逆相フィールド予
測信号を生成するためのベクトルに変換する手段、該逆
相フィールド予測信号ベクトルにより得られる逆相フィ
ールド信号候補を保持する手段、保持されているフレー
ム予測信号及び保持されている逆相フィールド信号候補
の一部分を平均値化して複数の第３の予測信号候補を生
成する手段、該複数の第３の予測信号候補のうち、最も
予測誤差の少ない候補を第３の予測信号として選択する
手段を具備することを特徴とする。

【００２０】逆相フィールド信号候補として、フレーム
予測信号を生成するための動きベクトルから変換したベ
クトルに垂直方向のオフセットを加えたベクトルを用い
て候補信号を生成する手段を具備してもよい。又は、イ
ンターレース走査された画像信号を入力し、該画像信号
を複数の小ブロックに分割し、以前に符号化および復号
化して保持されている画像から生成した、フレーム予測
信号、フィールド予測信号、同相フィールドから予測し
た信号及び逆相フィールドから予測した信号を平均値化
した第３の予測信号、の各予測信号のうち、最も予測誤
差の少ない信号を予測信号として選択し、該ブロック信
号を予測符号化する画像符号化方法において、フレーム
予測信号を保持するためのステップ、フィールド予測信
号を保持するためのステップ、フレーム予測信号を生成
するための動きベクトルを、逆相フィールド予測信号を
生成するためのベクトルに変換するステップ、該逆相フ
ィールド予測信号ベクトルにより得られる逆相フィール
ド信号候補を保持するステップ、保持されているフレー
ム予測信号及び保持されている逆相フィールド信号候補
の一部分を平均値化して複数の第３の予測信号候補を生
成するステップ、該複数の第３の予測信号候補のうち、
最も予測誤差の少ない候補を第３の予測信号として選択
するステップを含むことを特徴とする。

【００２１】逆相フィールド信号候補として、フレーム
予測信号を生成するための動きベクトルから変換したベ
クトルに垂直方向のオフセットを加えたベクトルを用い
て候補信号を生成するステップを含めてもよい。

【００２２】

【作用】デュアルプライム予測で用いる予測画像を生成
するための画素は、フレーム予測で用いる予測画像を生
成するための画素を包含するため、先に示したフレーム
予測候補画像の読み出しを省略することができ、バンド
幅を２０％弱の増加（画素当たり４．４回アクセス）で
抑えることができる。また、水平方向のｄｍｖの検出を
制限することにより処理する画素数が半分になり、内部
で並列化あるいは処理クロックの高速化を図る必要がな
くなり回路規模を低減できる。また、予測効率の低下
も、第２の従来例と同程度に抑えることができる。

【００２３】

【実施例】図１１に本発明を用いた画像符号化装置の実
施例を示す。デュアルプライムベクトル検出・ｄｍｖ検
出回路２０の部分が本発明を適用した部分である。本発
明の適用によりバッファの数が大幅に減っている。基本
的な処理の流れは図６と同じである。

【００２４】図１２にデュアルプライムベクトル検出・
ｄｍｖ検出回路２０の詳細図を示す。ｄｍｖ検出回路７
０のみからなり、しかもフレームベクトルからデュアル
プライムベクトルを生成している。垂直方向の数え方が
フレームベクトルとデュアルプライムベクトル（フィー
ルドベクトル）と異なるため、デュアルプライムベクト
ル（Ｖｄｘ，Ｖｄｙ）のフレームベクトル（Ｖｆｘ，Ｖ
ｆｙ）からの算出は以下の式のようになる。

【００２５】 Ｖｄｘ＝Ｖｆｘ …… Ｖｄｙ＝ＤＩＶ（Ｖｆｙ、２、０．５） …… ここで「ＤＩＶ（ａ、ｂ，ｃ）」はａ／ｂの結果をｃの
精度で０方向へ切り捨てることを示す。図１１にｄｍｖ
検出回路７０の詳細図を示す。第１１の基本的な構成は
図８とほぼ同じである。異なる部分は逆位相フィールド
の画像の水平補間が水平ハーフペルフィルタになってい
る点と、予測値生成回路や誤差測定回路が３つになって
いる点である。逆相フィールド信号の水平ハーフペルフ
ィルタの出力位相は、同相フィールドの出力位相と同じ
である。すなわち、ｄｍｖのｘ成分が０に限定されてい
る。これにより可変遅延回路５２−１〜３に入力される
信号は図１４に示すように、従来の半分になる。図１４
において、白丸はハーフペル処理をされた後の画素。黒
丸は補間操作により生成された画素を表す。可変遅延回
路５２−１〜３の遅延量は逆相フィールドベクトルの垂
直成分が整数ペルの時はそれぞれ、３２、１６、０とな
り、逆相フィールドベクトルが垂直成分がハーフペルの
ときは４８、３２、１６となる。以下、図８の場合と同
様に、それぞれのｄｍｖに対する予測誤差が計算され、
最小誤差検出回路７３にて誤差最小となるｄｍｖが計算
される。本発明を用いた図１２、図１３の回路では、図
７、図９の回路に比べ、回路規模で８分の１以下、処理
速度で半分、バンド幅も約半分になっている。また、第
２の従来例に比べても、回路規模で約半分、処理速度で
半分、バンド幅も１５％減になっている。一方予測効率
は、シミュレーション実験の結果、図７、図９に比べて
もわずかな低下に抑えられている。例えばＭＰＥＧ２ v
ideoの代表的な符号化モードであるＳＰ＠ＭＬモードに
て、４Ｍｂｉｔ／ｓであるＮＴＳＣ信号１５０フレーム
を符号化した時の輝度信号の平均ノイズの対信号比（平
均Ｓ／Ｎ比）は、次表２のようになる。 （以下余白）

【００２６】 表２から、デュアルプライムによる効果が従来例に比
べ、Ｓ／Ｎ比の増分で１７％、従来例に比べ６％程度の
低下で抑えられていることがわかる。

【００２７】図１５に図１３の第２の実施例を示す。図
１５ではデュアルプライムベクトルの垂直成分を整数ペ
ルに限定することにより垂直ハーフペルフィルタを省略
し回路規模の削減をはかっている。 Ｖｄｘ＝Ｖｆｘ …… Ｖｄｙ＝ＤＩＶ（Ｖｆｙ、２、１．０） …… 第１の変形例の予測効率（符号時のＳ／Ｎ）を、次表３
に示す。

【００２８】 図１６に図１３の第３の実施例を示す。これはデュアル
プライム予測が選ばれるときのデュアルプライムベクト
ルの垂直成分が０に近い点、また、この時のｄｍｖの垂
直成分が０の場合が少ない（＋１あるいは−１）という
統計的な特徴を利用している。Ｖｄｙ＝０の時はｄｍｖ
ｙ＝＋１の場合も、ｄｍｖｙ＝−１の場合も垂直方向は
整数ペルを示す。したがって、逆相フィールド信号の垂
直補間処理が不要になる。同時にＶｄｙが０以外にない
ときは信号線７９によりデュアルプライムが選択されな
いような信号を出力するよう制御する。第１の変形例の
予測効率（符号時のＳ／Ｎ）は、次表４のようになり、
他の例よりも若干効率は低下している。

【００２９】 以上説明した実施例、第２の実施例、第３の実施例に対
して、以下の変形例も本発明に包含されることは明白で
ある。

【００３０】実施例、第２の実施例、第３の実施例に示
した方法ではｄｍｖの検出を垂直方向のみに限定した
が、垂直水平９点すべてを探索しても構わない。またｄ
ｍｖ＝（０，０）の点とその上下左右の計５点を探索し
ても構わない。いずれも場合にも予測効率は若干向上す
る。ｄｍｖの探索の時に整数ペルの画素か否かを判断し
て探索をしても構わない。例えば、フレームベクトルの
垂直成分の大きさによって、探索点を適応的に切り替え
てもよい。すなわち、垂直成分が０に近いときは静止あ
るいは水平方向の動きのため解像度が高いことが推定さ
れるため整数ペルが選択されるｄｍｖのみの探索を行
う。垂直成分が大きいときは動きが大きいため解像度が
低下していることが推定されるためハーフペルが選択さ
れるｄｍｖのみの探索を行う。

【００３１】実施例、第２の実施例、第３の実施例に示
した方法はソフトウェアで符号化を行う場合にも適用で
きる。ソフトウェア処理では並列処理が難しくなるため
本発明による処理量の低減による効果は特に大きい。実
施例、第２の実施例、第３の実施例に示した方法は従来
例の方法と組み合わせても効果がある。例えば、フレー
ムベクトルをもとに生成したデュアルプライムベクトル
と第２フィールド→第２フィールドのフィールドベクト
ルをもとに生成したデュアルプライムベクトルとの２通
りについてｄｍｖを求め予測誤差の小さい方を選択する
ことも可能である。この場合、回路規模、バンド幅はや
や増加するが、符号化効率も向上する。なお、一連の画
像符号化処理中にバンド幅を可変とし、バンド幅に余裕
がある場合には複数通りののデュアルプライムベクトル
から計算を行い、バンド幅に余裕のない場合には実施例
等に示した方法を行うことにより符号化効率は平均的に
向上する。

【００３２】本発明は動きベクトル検出回路と組み合わ
せることも可能である。従来の方法でフレームベクト
ル、フィールドベクトルを求めた後に本手法を用いてデ
ュアルプライムベクトルおよびｄｍｖあるいは双方向予
測用の後方予測ベクトルを求める。動きベクトル検出回
路では画像メモリのバンド幅が非常に大きいが、本手法
を用いればバンド幅をさほど増加させずにデュアルプラ
イムベクトルおよびｄｍｖあるいは双方向予測用の後方
予測ベクトルを求めることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、予測効率の低下を最小
限に抑えつつ、バンド幅の増加を抑えることができる。
また、内部で並列化あるいは処理クロックの高速化を図
る必要がなくなり、回路規模の低減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インターレースの画像信号の構成を説明する図
である。

【図２】フレーム予測及びフィールド予測を説明する図
である。

【図３】フィールド予測のハーフペル予測を説明する図
である。

【図４】垂直方向のデュアルプライム予測を説明する図
である。

【図５】水平方向のデュアルプライム予測を説明する図
である。

【図６】従来の画像符号化装置の構成図である。

【図７】図６のデュアルプライムベクトル検出・ｄｍｖ
検出回路の詳細図である。

【図８】図７のデュアルプライムベクトルを説明する図
である。

【図９】図７のｄｍｖ検出回路の詳細図である。

【図１０】図９の処理画素のタイミング図である。

【図１１】本発明を用いたの画像符号化装置の構成図で
ある。

【図１２】本発明を用いたのデュアルプライムベクトル
検出・ｄｍｖ検出回路の詳細図である。

【図１３】本発明を用いたｄｍｖ検出回路の詳細図であ
る。

【図１４】図１３の処理画素のタイミング図である。

【図１５】本発明を用いたｄｍｖ検出回路の第２の実施
例の構成図である。

【図１６】本発明を用いたｄｍｖ検出回路の第３の実施
例の構成図である。

【符号の説明】

１：フレーム信号 ２：第１フィールド信号 ３：第２フィールド信号 １０：デュアルプライムベクトル検出・ｄｍｖ検出回路 ２０、７０：ｄｍｖ検出回路 ３０：符号化画像信号 ３１：同相フィールド予測信号 ３２：逆相フィールド予測信号 ３５：ベクトル情報 ４０：水平ハーフペルフィルタ ４１：垂直ハーフペルフィルタ ４２、５２：可変遅延回路 ５０：水平補間回路 ５１：垂直補間回路 ５３：予測値生成回路 ５４：誤差測定回路 １０１：局所復号画像メモリ １２１：予測符号化回路 １２２：局所復号化回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インターレース走査された画像信号を入力
   し、該画像信号を複数の小ブロックに分割し、以前に符
   号化および復号化して保持されている画像から生成し
   た、フレーム予測信号、フィールド予測信号、同相フィ
   ールドから予測した信号及び逆相フィールドから予測し
   た信号を平均値化した第３の予測信号、の各予測信号の
   うち、最も予測誤差の少ない信号を予測信号として選択
   し、該ブロック信号を予測符号化する画像符号化装置に
   おいて、フレーム予測信号を保持するための手段、フィ
   ールド予測信号を保持するための手段、フレーム予測信
   号を生成するための動きベクトルを、逆相フィールド予
   測信号を生成するためのベクトルに変換する手段、該逆
   相フィールド予測信号ベクトルにより得られる逆相フィ
   ールド信号候補を保持する手段、保持されているフレー
   ム予測信号及び保持されている逆相フィールド信号候補
   の一部分を平均値化して複数の第３の予測信号候補を生
   成する手段、該複数の第３の予測信号候補のうち、最も
   予測誤差の少ない候補を第３の予測信号として選択する
   手段を具備することを特徴とする画像符号化装置。
2. 【請求項２】逆相フィールド信号候補として、フレーム
   予測信号を生成するための動きベクトルから変換したベ
   クトルに垂直方向のオフセットを加えたベクトルを用い
   て候補信号を生成する手段を具備することを特徴とする
   請求項１記載の画像符号化装置。
3. 【請求項３】インターレース走査された画像信号を入力
   し、該画像信号を複数の小ブロックに分割し、以前に符
   号化および復号化して保持されている画像から生成し
   た、フレーム予測信号、フィールド予測信号、同相フィ
   ールドから予測した信号及び逆相フィールドから予測し
   た信号を平均値化した第３の予測信号、の各予測信号の
   うち、最も予測誤差の少ない信号を予測信号として選択
   し、該ブロック信号を予測符号化する画像符号化方法に
   おいて、フレーム予測信号を保持するためのステップ、
   フィールド予測信号を保持するためのステップ、フレー
   ム予測信号を生成するための動きベクトルを、逆相フィ
   ールド予測信号を生成するためのベクトルに変換するス
   テップ、該逆相フィールド予測信号ベクトルにより得ら
   れる逆相フィールド信号候補を保持するステップ、保持
   されているフレーム予測信号及び保持されている逆相フ
   ィールド信号候補の一部分を平均値化して複数の第３の
   予測信号候補を生成するステップ、該複数の第３の予測
   信号候補のうち、最も予測誤差の少ない候補を第３の予
   測信号として選択するステップを含むことを特徴とする
   画像符号化方法。
4. 【請求項４】逆相フィールド信号候補として、フレーム
   予測信号を生成するための動きベクトルから変換したベ
   クトルに垂直方向のオフセットを加えたベクトルを用い
   て候補信号を生成するステップを含むことを特徴とする
   請求項３記載の画像符号化方法。