JPH08205179A - 映像信号符号化装置及び映像信号符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明による特徴点及び支援された準特徴
点を用いる、画素単位の改善の動き推定及び補償技法を
提供する。 【構成】 前フレームに含まれた画素から複数の画素
を選択するブロック２１０と、第１セットの動きベクト
ルを捜し出すブロック２１２と、第２セットの動きベク
トルを発生するブロック２１４と、予備的予測済みの現
フレームを特定するブロック２１６と、集団エラー領域
を捜し出すブロック２１８と、集団エラー領域の各々に
含まれた画素から１つの画素を選択するブロック２２０
と、集団エラー領域から選択された画素への第３セット
の動きベクトルを捜し出すブロック２２２と、現フレー
ムに含まれた全画素への第４セットの動きベクトルを発
生する手段と、予測済みの現フレームを特定するブロッ
ク２２４とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオ信号を符号化する
装置及びその方法に関し、特に、画素単位の動き予測技
法を用いて、ビデオ信号を符号化する装置及びその方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】公知のように、離散化された画像信号の
伝送は、アナログ信号より良好な画質を保持しうる。一
連のイメージ「フレーム」からなるイメージ信号がディ
ジタル形態で表現される場合、特に、高精細度テレビジ
ョンの場合、相当量のデータが伝送されなければならな
い。しかし、通常の伝送チャネルの使用可能な周波数帯
域は限定されているので、多くの量のディジタルデータ
を限定されたチャネル帯域を通して伝送するためには、
その伝送データの量を圧縮して、かつ減らすことが必要
である。多様なビデオの圧縮技法のうちでも、いわゆる
ハイブリッド符号化技法が最も効率的であると知られて
いる。この技法は、確率的符号化技法と時間的、空間的
圧縮技法とを組み合わせたものである。

【０００３】大部分のこのハイブリッド符号化技法は、
動き補償ＤＰＣＭ（差分パルス符号変調）、２次元ＤＣ
Ｔ（離散的コサイン変換）、ＤＣＴ係数の量子化及びＶ
ＬＣ（可変長さ符号化）などを用いる。この動き補償Ｄ
ＰＣＭは現フレームと前フレームとの間の物体の動きを
推定すると共に、物体の動き流れによって現フレームを
予測して、現フレームとその予測値間の差を表す差分信
号を生成する方法である。この方法は、例えば、スタフ
ァン・エリクソン（Ｓｔａｆｆａｎ Ｅｒｉｃｓｓｏ
ｎ）の「Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｐｒ
ｅｄｉｃｔｏｒｓｆｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ Ｐｒｅｄｉｃ
ｔｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｃｏｄｉｎｇ」，ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３３，Ｎｏ．１２（１９８
５年１２月）、または二宮（Ｎｉｎｏｍｉｙａ）と大塚
（Ｏｈｔｓｕｋａ）の「Ａ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅ
ｎｓａｔｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｃｏｄｉｎｇ
Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｐｉｃ
ｔｕｒｅｓ」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３０，
Ｎｏ．１（１９８２年１月）に記載されている。

【０００４】２次元ＤＣＴは映像データ間の空間的冗長
性を減らすものであって、ディジタル映像データ例え
ば、８×８画素ブロックを１セットの変換係数データに
変換する。この技法はチェン（Ｃｈｅｎ）及びプラット
（Ｐｒａｔｔ）の論文、「Ｓｃｅｎｅ Ａｄａｐｔｉｖ
ｅ Ｃｏｄｅｒ」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＣＯＭ−３
２，Ｎｏ−３（１９８４年３月）に開示されている。か
かる変換係数データを量子化器、ジグザグ走査及びＶＬ
Ｃで処理することによって、伝送するべきデータ量を有
効に圧縮できる。

【０００５】詳述すれば、この動き補償ＤＰＣＭにおい
て、現フレームと前フレームとの間の動き推定に基づい
て、現フレームデータはその対応する前フレームデータ
から予測される。このように推定された動きは、現フレ
ームと前フレーム間の画素の変位を表す２次元動きベク
トルによって説明される。

【０００６】物体の画素の変位を推定するには多様な方
法があるが、一般に、２つのタイプに分類しうる。その
中の１つはブロック単位の方法で、もう１つは画素単位
の動き推定である。

【０００７】ブロック単位の動き推定方法においては、
現フレームにおけるブロックを、前フレームのブロック
などと比較して最適整合ブロックを特定する。これから
伝送される現フレームに対して、全ブロックに対する
（フレーム間のブロックの移動を表す）フレーム間の変
位ベクトルが推定される。しかし、ブロック単位の動き
推定方法においては、動き補償過程でブロックの仕切り
でブロック化効果（ｂｌｏｃｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）
が発生し、ブロック内の全ての画素が一方向へ移動しな
い場合には、推定値が正しくなく、その結果、全般にわ
たって画質が粗くなる。

【０００８】一方、画素単位の動き推定方法を用いる
と、変位は各々の画素に対して求められる。この方法は
画素値をより正確に推定し得ると共に、スケール変化
（例えば、映像面に垂直した動きであるズーム化（ｚｏ
ｏｍｉｎｇ））も手やすく取り扱いうる。しかし、画素
単位の方法においては、動きベクトルが全ての画素の各
々に対して特定されなければならず、実際には、全ての
動きベクトルを受信機へ伝送することは不可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、本発明による特徴点及び支援された準特徴点を
用いる、画素単位の改良された動き推定及び補償技法を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、動き補償映像信号符号器で用い
るものであって、ディジタル映像信号の現フレーム及び
前フレームに基づいて、予測済みの現フレームを特定す
る映像信号符号化装置であって、前記前フレームに含ま
れた画素から複数の画素を選択する第１画素選択手段
と、前記現フレームと前記前フレームとの間で前記選択
された画素の各々への動きを表す動きベクトルからなる
第１セットの動きベクトルを捜し出す、第１動きベクト
ル選択手段と、前記第１セットの動きベクトルを用い
て、前記現フレームに含まれた全ての画素への第２セッ
トの動きベクトルを発生する第２動きベクトル発生手段
と、前記第２セットの動きベクトルの１つを通じて、前
記現フレームにおける画素の１つに対応する、前記前フ
レームにおける各々の画素値を前記現フレームにおける
前記１つの画素値として割当てることによって、予備的
予測済みの現フレームを特定する第１特定手段と、前記
現フレームと前記予備的予測済みの現フレームとの間の
差を特定して、集団エラー領域を捜し出す集団エラー領
域選択手段と、前記集団エラー領域の各々に含まれた画
素から１つの画素を選択する第２画素手段と、前記集団
エラー領域から選択された画素への第３セットの動きベ
クトルを捜し出す第３動きベクトル選択手段と、前記第
１セットの動きベクトルと前記第３セットの動きベクト
ルを用いて、前記現フレームに含まれた全画素への第４
セットの動きベクトルを発生する第４動きベクトル発生
手段と、前記第４セットの動きベクトルの１つを通じ
て、前記現フレームの画素の１つに対応する前記前フレ
ームの各々の画素値を、前記現フレームの前記１つの画
素値として割り当てることによって、予測済みの現フレ
ームを特定する第２特定手段とを含む。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の映像信号符号化装置及びその
方法について図面を参照しながらより詳しく説明する。

【００１２】図１には、本発明による現フレーム予測ブ
ロックを有する映像信号符号化装置の好ましい一実施例
が示されている。図１に示されているように、現フレー
ム信号は第１フレームメモリ１００に記憶されている。
この第１フレームメモリ１００はラインＬ９を通じて減
算器１０２と接続され、ラインＬ１０を通じて現フレー
ム予測ブロック１５０に連結されている。

【００１３】現フレーム予測ブロック１５０では、第１
フレームメモリ１００から取り出した現フレーム信号
（ラインＬ１０）と第２フレームメモリ１２４からの再
構成された前フレーム信号（ラインＬ１２）とを処理し
て、画素単位で現フレームを予測し、予測済みの現フレ
ーム信号をラインＬ３０へ送って、特徴点への動きベク
トルのセット（集合）をＬ２０へ送出する。現フレーム
予測ブロック１５０の詳細を図２を参照して説明する。

【００１４】減算器１０２では、予測済みの現フレーム
信号（ラインＬ３０）が現フレーム信号（ラインＬ９）
から減算され、その結果データ、即ち差分画素値を表す
エラー信号は映像信号符号化器１０５へ入力される。こ
のエラー信号は離散的コサイン変換（ＤＣＴ）及び量子
化方法を用いて、一連の量子化済みの変換係数に符号化
される。次に、その量子化済みの変換係数はエントロピ
ー符号化器１０７及び映像信号復号化器１１３へ送出さ
れる。このエントロピー符号化器１０７にて、映像信号
符号化器１０５からの量子化済みの変換係数と現フレー
ム予測ブロック１５０からのラインＬ２０を介して入力
された動きベクトルは、可変長符号化技法を用いること
によって符号化されると共に、その伝送のための伝送器
（図示せず）へ送出される。

【００１５】一方、映像信号復号化器１１３では、映像
信号符号化器１０５から入力された量子化済みの変換係
数が、逆量子化及び逆離散的コサイン変換によって、復
元済みの差分エラー信号に変換される。

【００１６】映像信号復号化器１１３からの復元済みの
エラー信号と、現フレーム予測ブロック１５０からのラ
インＬ３０上の予測現フレーム信号とが、加算器１１５
にてたし合わされて、復元済みの現フレーム信号となっ
て、第２フレームメモリ１２４に前フレームとして記憶
される。

【００１７】図２には、図１の現フレーム予測ブロック
１５０の詳細図が示されている。同図の第１フレームメ
モリ１２４からの前フレーム信号（ラインＬ１２）は、
特徴点選択ブロック２１０、特徴点動きベクトル検知ブ
ロック２１２、第１動き補償ブロック２１６、支援類似
特徴点及びその動き補償検知ブロック２２０へ入力され
る。

【００１８】特徴点選択ブロック２１０では、前フレー
ムに含まれた画素から取り出された複数の特徴点が選択
される。その各々の特徴点はフレームにおける物体の動
きを表す画素の位置として定義される。図６には、１０
×７画素の例示的なフレームが図示されている。ここ
で、動く物体がそのフレームの中央寄りにあって、また
その動く物体が１セットの画素、即ち、「Ａ」ないし
「Ｉ」の画素値のみで十分に表現される場合、これら画
素は該フレームの特徴点として選択される。

【００１９】本発明の好ましい実施例においては、図７
Ｂ及び図７Ｂに示した四角グリッドまたは六角グリッド
のような種々の形態のグリッドを用いるグリッド技法を
用いて特徴点が特定される。同図のように、それら特徴
点はグリッドのノードに位置する。

【００２０】本発明の他の好ましい実施例において、図
８Ａ及び図８Ｂに示されたように、エッジ検知技法が上
記のグリッド技法と共に用いられる。この技法において
は、グリッドと動く物体のエッジとの交差点が特徴点と
して選択される。

【００２１】図２を再び参照すれば、特徴点選択ブロッ
ク２１０からの選択された特徴点は、特徴点動きベクト
ル検知ブロック２１２、第１動きベクトル検知ブロック
２１４及び第２動きベクトル検知ブロック２２２へ入力
される。また、ラインＬ１０上の特徴点信号が現フレー
ム動きベクトル検知ブロック２１２へ供給される。

【００２２】特徴点動きベクトル検知ブロック２１２で
は、選択された特徴点への第１セットの動きベクトルが
検知される。この第１セットの動きベクトルの各々は、
前フレームにおける特徴点と、現フレームにおける最も
類似する画素との間の空間的な変位を表す。

【００２３】画素単位で動きベクトルを検知する処理ア
ルゴリズムには、様々なものがある。本発明の好ましい
実施例においては、ブロック整合アルゴリズムが用いら
れる。即ち、１つの特徴点が特徴点選択ブロック２１０
から受信される場合、特徴点ブロックの中央に特徴点を
有する特徴点ブロック、例えば、５×５画素の前フレー
ムを、第２フレームメモリ１２４（図１参照）からライ
ンＬ１２を通じて検索する。次に、第１フレームメモリ
１００（図１参照）から一般に大きい探索領域、例えば
１０×１０画素の現フレームに含まれた同一の大きさの
複数の候補ブロックと、特徴点ブロックとの類似度を算
出した後、特徴点ブロックへの特徴点の動きベクトルが
特定される。

【００２４】全ての特徴点への動きベクトルを検知した
のち、第１セットの動きベクトルは、第１動きベクトル
検知ブロック２１４とエントロピー符号化器１０７（図
１参照）にラインＬ２０を通じて入力される。第１動き
ベクトル検知ブロック２１４にて、現フレームに含まれ
た全画素への第２セットの動きベクトルが、第１セット
の動きベクトル及び特徴点選択ブロックからの特徴点の
情報を用いて特定される。

【００２５】第２セットの動きベクトルを特定するため
には、最初に「準特徴点」への１セットの動きベクトル
を特定するが、この各々の準特徴点は、前フレームの各
特徴点からその対応する第１セットの動きベクトルだけ
シフトした現フレームの画素点を表す。準特徴点への動
きベクトルの大きさは、その対応する特徴点への動きベ
クトルと大きさが等しいが、その２つの動きベクトルの
向きは反対である。全ての準特徴点への動きベクトルを
特定した後、現フレームにおける残りの画素である非準
特徴点への動きベクトルを次のように特定する。

【００２６】図９に示されたように、複数の準特徴点が
全ての現フレームで不規則的に分布している。星で表示
した非準特徴点への動きベクトルは、半径（ｄｒ＋ｄ
ａ）の円内に位置した準特徴点の動きベクトルを平均す
ることによって求められる。ここで、ｄａは、最も近位
の準特徴点と星で表示された画素位置との距離であり、
ｄｒは動きベクトルの計算で用いられる他の準特徴点を
含むように予め定められた拡張半径である。例えば、も
っとも近位の特徴点が「Ｙ」で、特徴点「Ｘ」が（ｄｒ
＋ｄａ）の境界に含まれば、星で表示された画素への動
きベクトル（ＭＶｘ，ＭＶｙ）は、次式のように計算さ
れる。

【００２７】

【数１】

【００２８】ここで、ｄｘ及びｄｙは各々星で表示され
た画素位置から準特徴点Ｘ及びＹへの距離であり、（Ｍ
Ｖx，ＭＶy）Ｘ及び（ＭＶx，ＭＶy）Ｙは各々準特徴点
への動きベクトルである。

【００２９】図２を再び参照すれば、準特徴点と非準特
徴点への第２セットの動きベクトルは、ラインＬ１６を
介して第１動き補償ブロック２１６へ供給される。一
方、準特徴点への第２セットの動きベクトルの部分はラ
インＬ１５を介して、支援準特徴点及びその動きベクト
ル検知ブロック２２０へ供給される。この第１動き補償
ブロック２１６にて、第２フレームメモリ１２４（図１
参照）に記憶されている前フレームにおける各画素値
を、現フレームの画素中の１つの値として割り当て、そ
の画素値は第２セットの動きベクトル中の１つを通して
現フレームにおける画素中の１つに対応し、よって、予
備的予測済みの現フレームを発生する。第１動き補償ブ
ロック２１６の出力は、集団エラー領域検知ブロック２
１８及び支援準特徴点及びその動きベクトル検知ブロッ
ク２２０へ供給される。

【００３０】図３は、図２に示された集団エラー領域検
知ブロック２１８のブロック図である。同図では、現フ
レームが、第１フレームメモリ１００からラインＬ１０
を通じて供給され、予備的予測済みの現フレーム信号
が、第１動き補償ブロック２１６からラインＬ１７を通
じて減算器３０２へ入力される。この減算器３０２は絶
対値化ブロック３０４に連結されている。もし、現フレ
ーム信号が図１０Ａに示されたようであり、予備的予測
済みの現フレーム信号が図１０Ｂに示されたようである
場合、減算器３０２及び絶値対化ブロック３０４の出力
は、図１０Ｃに示されたように表される。

【００３１】図１０Ｃに示されたように、複数のエラー
部分が例えば、目、口及び動く物体のエッジ近傍で発見
される。絶対値化ブロック３０４からの絶対値化エラー
信号は、フィルター３０６へ入力される。このフィルタ
ー３０６にて絶対値化エラー信号がフィルタリングされ
て、微細なエラー領域は図１０Ｄに示されたように除去
される。フィルタリングされた後、フィルタリング済み
のエラー信号は集団エラー領域検知ブロック３０８へ供
給されるが、この集団エラー領域が四角ウィンドウによ
り区切られることによって、図９Ｅに示されたような集
団エラー領域信号がラインＬ１８上へ伝送される。

【００３２】図２を再び参照すれば、ラインＬ１８上の
集団エラー領域信号は支援準特徴点及びその動きベクト
ル検知ブロック２２０へ供給されるが、ブロック２２０
では集団エラー領域の各々の画素のうちの１つの画素が
選択され、その選択された画素の動きベクトルが支援準
特徴点及びその動きベクトルとして特定される。図４及
び図５は、図２に示された支援の準特徴点及びその動き
ベクトル検知ブロック２２０の詳細ブロック図である。

【００３３】図４及び図５に示されたように、集団エラ
ー領域信号は、動きベクトル選択ブロック４００及び動
きベクトル検知ブロック４０２へ供給されて、集団エラ
ー領域を知らせる。この動きベクトル選択ブロック４０
０では、集団エラー領域信号に応答して、この集団エラ
ー領域における画素への第１グループの動きベクトル
を、第１動きベクトル検知ブロック２１４（図２参照）
から提供される第２セットの動きベクトルから選択され
る。また、第１グループの動きベクトルは減算器４０６
へ供給される。

【００３４】一方、動きベクトル検知ブロック４０２で
は、集団エラー領域における画素への第２グループの動
きベクトルが、現フレームとフレームメモリ４０４に記
憶された前フレームとの間に特定される。また、第２グ
ループの動きベクトルも減算器４０６へ供給される。

【００３５】その後、減算器４０６にて２つのグループ
の動きベクトルの差が計算される。各画素の差の大きさ
は、絶対値化ブロック４０８で算定される。次に、その
絶対値化ブロック４０８の出力は、２つのグループの動
きベクトルの差の大きさによって分けられる。もし、差
の大きさが図１１Ａに示されたような値である場合、集
団エラー領域は図１１Ｂに示されたように、分割ブロッ
ク４１０で２つのサブブロックに分けられる。図１１Ｂ
に示されたような状況で、星で表示された画素がこの集
団エラー領域の支援準特徴点になり、その動きベクトル
は次のように選択される。最初に、多数の動きベクトル
検知ブロック４１８は、サブ領域に対して複数の動きベ
クトルを選択することによって、２つのサブ領域の各々
へのサブ領域動きベクトルを検知し、このサブ領域動き
ベクトルをラインＬ４２を通じて第１動きベクトル検知
及び動き補償ブロック４２０とスイッチＳＷ１へ送出
し、また第２サブ領域動きベクトルをラインＬ４４を通
じて第２動きベクトル検知及び動き補償ブロック４２２
とスイッチＳＷ１へ送出する。一方、結み合わせブロッ
ク４１４では、中心点選択ブロック４１２から選択され
た集団エラー領域の中心点が、第１動きベクトル検知ブ
ロック２１４からラインＬ１５を通して供給される準特
徴点と組み合わされて、その結果のデータは第１及び第
２動きベクトル検知及び動き補償ブロック４２０、４２
２へ供給される。

【００３６】第１動きベクトル検知及び動き補償ブロッ
ク４２０にて、準特徴点への動きベクトルのセットと第
１サブ領域動きベクトルのと間に組み合わされた動きベ
クトルのうちの少なくとも１つを平均して、集団エラー
領域における全画素への動きベクトルを捜し出す。ま
た、集団エラー領域に含まれた各々の画素値を第２フレ
ームメモリ１２４から取り出すことによって、第１予測
領域を特定する。この第１予測領域は第１平均２乗エラ
ー検知ブロック４２４へ供給される。

【００３７】第２動きベクトル検知及び動き補償ブロッ
ク４２２にて、準特徴点への動きベクトルのセットと第
２サブ領域動きベクトルとの間に組み合わされた動きベ
クトルのうちの少なくとも１つを平均して、集団エラー
領域における全画素への動きベクトルを捜し出す。ま
た、集団エラー領域に含まれた各々の画素値を第２フレ
ームメモリ１２４から捜し出すことによって、第２予測
領域を特定する。この第２予測領域は第２平均２乗エラ
ー検知ブロック４２６へ送られる。

【００３８】第１平均２乗エラー検知ブロック４２４に
て、現フレームと第１予測領域との間の差が特定され、
その結果が比較及び選択ブロック４２８へ送出される。
同様に、第２平均２乗エラー検知ブロック４２６にて、
現フレームと第２予測領域との間の差が特定され、その
結果が、比較及び選択ブロック４２８へ送出される。

【００３９】この比較及び選択ブロック４２８にて、２
つの平均２乗エラー検知ブロック４２４、４２６の出力
のうちの小さいものを特定し、スイッチ制御信号をスイ
ッチＳＷ１へ供給する。このスイッチＳＷ１ではライン
Ｌ４２、Ｌ４４上の２つの出力のうちの１つを選択し、
マルチプレクサ４１６へ送る。マルチプレクサ４１６で
は中心点選択ブロック４１２の出力及びスイッチＳＷ１
からの動きベクトルが組み合わされて、その結果が、１
つの支援準特徴点及びその動きベクトルとしてエントロ
ピー符号化器１０７へ供給される。

【００４０】図２を再び参照すれば、第２動きベクトル
検知ブロック２１４にて現フレームに含まれた全画素へ
の第３セットの動きベクトルが、準特徴点及び支援準特
徴点を用いることによって特定される。また、この第３
セットの動きベクトルは、第２動き補償ブロック２２４
へ供給される。この第２動き補償ブロック２２４では、
第２フレームメモリ１２４（図１参照）に記憶されてい
る、第３セットの動きベクトルの１つを通して現フレー
ムの画素の１つに対応する、前フレームにおける各画素
値を、現フレームにおける上記の画素の１つの値として
割り当て、最後の予測済みの現フレームを発生する。

【００４１】本発明の符号化器に対応する復号化器にお
ける動き予測ブロックは、特徴点動きベクトル検知ブロ
ック２１２、第１動きベクトル検知ブロック２１４、第
１動き補償ブロック２１６、集団エラー検知ブロック２
１８及び支援準特徴点及びその動きベクトル検知ブロッ
ク２２０以外は、図２に示したものと同一の要素を有す
る。これは第１特徴点動きベクトル、支援準特徴点及び
その動きベクトルが符号化器から伝送され、またそこに
供給されるためである。従って、動き予測ブロックは符
号器に対して説明されたような同一の機能の特徴点選択
ブロック、第２現フレーム動きベクトル検知ブロック及
び第２動き補償ブロックからなる。

【００４２】更に、復号化器のメモリからの前フレーム
信号は、特徴点選択ブロックへ入力されると共に複数の
特徴点が選択される。第２現フレーム動きベクトル検知
ブロックにて、図２を参照して説明した符号器から伝送
された、選択された特徴点及びその動きベクトルと、支
援準特徴点及びその動きベクトルに応答して、その予測
済みの現フレームに含まれる全ての画素の動きベクトル
が特定される。第２動き補償ブロックは符号器でのよう
な予測済みの現フレームを供給する。この予測済みの現
フレームは復号器で更に処理されて、もとのビデオ信号
と実質的に同一の現フレームに復元される。

【００４３】

【発明の効果】従って、本発明によれば、ビデオ信号
を、画素単位の動き予測技法を用いて符号化することに
よって、画質を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現フレーム予測ブロックを含む映像信
号符号化装置のブロック図である。

【図２】図１の現フレーム予測ブロックの詳細なブロッ
ク図である。

【図３】図２の集団エラー領域検知ブロックの詳細なブ
ロック図である。

【図４】図２の支援準特徴点及びその動きベクトル検知
ブロックの詳細なブロック図である。

【図５】図２の支援準特徴点及びその動きベクトル検知
ブロックの詳細なブロック図である。

【図６】特徴点を規定するための例示的なフレームを説
明するための図面である。

【図７】Ａ及びＢからなり、Ａ及びＢは各々、特徴点を
選択するために用いた２つの型式のグリッドを例示した
図面である。

【図８】Ａ及びＢからなり、Ａ及びＢは各々、グリッド
及びエッジを通じて特徴点を選択する技法を示す図であ
る。

【図９】非準特徴点への動きベクトルを捜し出す方法を
示す図面である。

【図１０】Ａ〜Ｅからなり、Ａ〜Ｅは、集団エラー領域
を捜し出す技法を示す図である。

【図１１】Ａ及びＢからなり、Ａ及びＢは、支援準特徴
点及びその動きベクトルを捜し出す技法を示す図であ
る。

【符号の説明】

１００ 第１フレームメモリ １０２ 減算器 １０５ 映像信号符号化器 １０７ エントロピー符号化器 １１３ 映像信号復号化器 １１５ 加算器 １２４ 第２フレームメモリ １５０ 現フレーム予測ブロック ２１０ 特徴点選択ブロック ２１２ 特徴点動きベクトル検知ブロック ２１４ 第１動きベクトル検知ブロック ２１６ 第１動き補償ブロック ２１８ 集団エラー領域検知ブロック ２２０ 支援準特徴点及びその動きベクトル検知ブロッ
ク ２２２ 第２動きベクトル検知ブロック ２２４ 第２動き補償ブロック ３０２ 減算器 ３０４ 絶対値化ブロック ３０６ フィルター ３０８ 集団エラー領域検知ブロック ４００ 動きベクトル選択ブロック ４０２ 動きベクトル検知ブロック ４０４ フレームメモリ ４０６ 減算器 ４０８ 絶対値化ブロック ４１０ 分割ブロック ４１２ 中心点選択ブロック ４１４ 組み合わせブロック ４１６ マルチプレクサ ４１８ 多数の動きベクトル検知ブロック ４２０ 第１動きベクトル検知及び動き補償ブロック ４２２ 第２動きベクトル検知及び動き補償ブロック ４２４ 第１平均２乗エラー検知ブロック ４２６ 第２平均２乗エラー検知ブロック ４２８ 比較及び選択ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 11/04 Ｂ 9185−5Ｃ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動き補償映像信号符号器で用いるもの
   であって、ディジタル映像信号の現フレーム及び前フレ
   ームに基づいて、予測済みの現フレームを特定する映像
   信号符号化装置であって、 前記前フレームに含まれた画素から複数の画素を選択す
   る第１画素選択手段と、 前記現フレームと前記前フレームとの間で前記選択され
   た画素の各々への動きを表す動きベクトルからなる第１
   セットの動きベクトルを捜し出す、第１動きベクトル選
   択手段と、 前記第１セットの動きベクトルを用いて、前記現フレー
   ムに含まれた全ての画素への第２セットの動きベクトル
   を発生する第２動きベクトル発生手段と、 前記第２セットの動きベクトルの１つを通じて、前記現
   フレームにおける画素の１つに対応する、前記前フレー
   ムにおける各々の画素値を前記現フレームにおける前記
   １つの画素値として割当てることによって、予備的予測
   済みの現フレームを特定する第１特定手段と、 前記現フレームと前記予備的予測済みの現フレームとの
   間の差を特定して、集団エラー領域を捜し出す集団エラ
   ー領域選択手段と、 前記集団エラー領域の各々に含まれた画素から１つの画
   素を選択する第２画素手段と、 前記集団エラー領域から選択された画素への第３セット
   の動きベクトルを捜し出す第３動きベクトル選択手段
   と、 前記第１セットの動きベクトルと前記第３セットの動き
   ベクトルを用いて、前記現フレームに含まれた全画素へ
   の第４セットの動きベクトルを発生する第４動きベクト
   ル発生手段と、 前記第４セットの動きベクトルの１つを通じて、前記現
   フレームの画素の１つに対応する前記前フレームの各々
   の画素値を、前記現フレームの前記１つの画素値として
   割り当てることによって、予測済みの現フレームを特定
   する第２特定手段とを有することを特徴とする映像信号
   符号化装置。
2. 【請求項２】 前記第２動きベクトル発生手段が、 前記第１セットの動きベクトルを、前記前フレームにお
   ける選択された画素に対応して、前記現フレームの画素
   への前記第２セットの動きベクトルの一部分として割当
   てる第１割当手段と、 前記第２セットの動きベクトルの一部分に含まれた少な
   くとも１つの動きベクトルを平均して、前記第２セット
   の動きベクトルの残りの部分の動きベクトルを特定する
   第３特定手段とを有することを特徴とする請求項１に記
   載の映像信号符号化装置。
3. 【請求項３】 前記集団エラー領域選択手段が、 前記現フレームから前記予備的予測済みの現フレームを
   減算して、エラー領域信号を発生する減算手段と、 前記エラー領域信号の絶対値を算出する絶対値算出手段
   と、 前記絶対値化されたエラー信号をフィルタリングするフ
   ィルタ手段と、 前記フィルタリング済みの絶対値化されたエラー信号を
   ウインドウイングして、前記集団エラー領域信号を発生
   するウインドウ手段とを有することを特徴とする請求項
   １に記載の映像信号符号化装置。
4. 【請求項４】 前記第３動きベクトル選択手段が、 前記各々の集団エラー領域に含まれた各々のエラー画素
   値の大きさによって、前記集団エラー領域の各々を２つ
   以上のサブ領域に分割する分割手段と、 前記サブ領域の各々へのサブ領域動きベクトルを捜し出
   して、サブ領域動きベクトルを発生する、サブ領域動き
   ベクトル発生手段と、 前記サブ領域動きベクトルから１つの動きベクトルを選
   択して、第３セットの動きベクトルにおける各々の動き
   ベクトルを提供する動きベクトル提供手段とを有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の映像符号化装置。
5. 【請求項５】 前記第４動きベクトル発生手段が、 前記第１セットの動きベクトルと前記第３セットの動き
   ベクトルを、前記第４セットの動きベクトルの一部分と
   して割り当てる第２割当手段と、 前記第４セットの動きベクトルの一部分に含まれた少な
   くとも１つの動きベクトルを平均して、前記第４セット
   の残りの部分の動きベクトルを特定する第４特定手段と
   を備える請求項４記載の映像信号符号化装置。
6. 【請求項６】 動き補償映像信号符号化で用いられ、
   ディジタル映像信号の現フレームと前フレームとを有
   し、予測済みの現フレームを特定する映像信号符号化方
   法であって、 （ａ）前記前フレームに含まれた画素から複数の画素を
   選択する、選択過程と、 （ｂ）前記現フレームと前記前フレームとの間で前記選
   択された画素の各々への動きを表す動きベクトルからな
   る第１セットの動きベクトルを捜し出す、第１動きベク
   トル選択過程と、 （ｃ）前記第１セットの動きベクトルを用いて、前記現
   フレームに含まれた全画素への第２セットの動きベクト
   ルを発生する、第２動きベクトル発生過程と、 （ｄ）前記第２セットの動きベクトルの１つを通じて、
   前記現フレームにおける画素の１つに対応する、前記前
   フレームにおける各々の画素値を前記現フレームにおけ
   る前記１つの画素値として割当てることによって、予備
   的予測済みの現フレームを特定する、第１特定過程と、 （ｅ）前記現フレームと前記予備的予測済みの現フレー
   ムとの間の差を特定して、集団エラー領域を捜し出す、
   集団エラー領域選択過程と、 （ｆ）前記集団エラー領域の各々に含まれた画素から１
   つの画素を選択する、画素選択過程と、 （ｇ）前記集団エラー領域から選択された画素への第３
   セットの動きベクトルを捜し出す、第３動きベクトル選
   択過程と、 （ｈ）前記第１セットの動きベクトルと前記第３セット
   の動きベクトルとを用いて、前記現フレームに含まれた
   全画素への第４セットの動きベクトルを発生する第４動
   きベクトル発生過程と、 （ｉ）前記第４セットの動きベクトルの１つを通じて、
   前記現フレームの画素の１つに対応する前記前フレーム
   の各々の画素値を、前記現フレームの前記１つの画素値
   として割当てることによって、前記予測済みの現フレー
   ムを特定する、第２特定過程とを有することを特徴とす
   る映像信号符号化方法。
7. 【請求項７】 前記過程（ｃ）が、 （ｃ１）前記第１セットの動きベクトルを、前記前フレ
   ームにおける選択された画素に対応する前記現フレーム
   における画素への前記第２セットの動きベクトルの一部
   分として割り当てる、第１割当過程と、 （ｃ２）前記第２セットの動きベクトルの一部分に含ま
   れた少なくとも１つの動きベクトルを平均して、前記第
   ２セットの動きベクトルの残りの部分の動きベクトルを
   特定する第３特定過程とを有することを特徴とする請求
   項６に記載の映像信号符号化方法。
8. 【請求項８】 前記過程（ｅ）が、 （ｅ１）前記現フレームから前記予備的予測済みの現フ
   レームを減算して、エラー領域信号を発生する減算過程
   と、 （ｅ２）前記エラー領域信号を絶対値化する絶対値化過
   程と、 （ｅ３）前記絶対化されたエラー信号をフィルタリング
   するフィルタ過程と、 （ｅ４）前記フィルタリングされた絶対値化されたエラ
   ー信号をウインドウイングして、前記集団エラー領域信
   号を発生するウインドウ過程とを有することを特徴とす
   る請求項６に記載の映像信号符号化方法。
9. 【請求項９】 前記過程（ｇ）が、 （ｇ１）前記各々の集団エラー領域に含まれた各々のエ
   ラー画素値の大きさによって、前記集団エラー領域の各
   々を２つ以上のサブ領域に分ける分割過程と、 （ｇ２）前記サブ領域の各々へのサブ領域動きベクトル
   を捜し出して、サブ領域動きベクトルを発生するサブ領
   域動きベクトル発生過程と、 （ｇ３）前記サブ領域動きベクトルから１つの動きベク
   トルを選択して、第３セットの動きベクトルにおける各
   々の動きベクトルを提供する、動きベクトル提供過程と
   を有することを特徴とする請求項６に記載の映像信号符
   号化方法。
10. 【請求項１０】 前記過程（ｈ）が、 （ｈ１）前記第１セットの動きベクトルと前記第３セッ
    トの動きベクトルを、前記第４セットの動きベクトルの
    一部分として割当てる第２割当過程と、 （ｈ２）前記第４セットの動きベクトルの一部分に含ま
    れた少なくとも１つの動きベクトルを平均して、前記第
    ４セットの残りの部分の動きベクトルを特定する第４特
    定過程とを有することを特徴とする請求項９に記載の映
    像信号符号化方法。