JPH09247687A - 動きベクトルを生成するための方法および装置 - Google Patents

動きベクトルを生成するための方法および装置

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JPH09247687A
JPH09247687A JP9036765A JP3676597A JPH09247687A JP H09247687 A JPH09247687 A JP H09247687A JP 9036765 A JP9036765 A JP 9036765A JP 3676597 A JP3676597 A JP 3676597A JP H09247687 A JPH09247687 A JP H09247687A
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JP9036765A
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Everett George Vail
エヴェレット・ジョージ・ヴェイル・ザ＝サード
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、フレーム・ピクチャのフィ
ールド動き推定を効率的に計算することである。 【解決手段】 本発明によれば、重複探索回路を使用す
る２つの探索で４つの必要な探索を同時に行えるように
する形でフィールド・データを区分することによる、デ
ィジタル・ビデオ動画のフィールド動きの計算が提供さ
れる。これによって、処理時間が５０％短縮される。こ
こでは、４つの探索のうちの２つで、同一の現マクロブ
ロックのパリティｆ1データが使用され、他の２つの探
索で、同一の現マクロブロックのパリティｆ2データが
使用されるという事実が利用されている。基準データ
は、２つの別々のアレイに格納するか、２つの読取りポ
ートを有する１つのアレイに格納することができる。代
替案によれば、４組の探索回路を利用することができ
る。この手段によって、４つの探索を並列に完了するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル・ビジ
ュアル・イメージの圧縮に関し、具体的には、時間方向
の圧縮すなわち、ピクチャ間の冗長性の減少に関する。
ピクチャ間の冗長性は、動きベクトルの使用を介して減
らされるか、除去される。
【０００２】ディジタル・テレビジョン・ピクチャを含
むテレビジョン・ピクチャは、ｆ1パリティとｆ2パリテ
ィの２つのフィールドからなり、水平のｆ1パリティ画
素走査線が、水平のｆ2パリティ画素走査線の間にイン
ターリーブされている。あるパリティの走査線がまず走
査され、その後に反対のパリティの走査線が走査され
る。これによって、「フリッカ」が減少する。本発明に
よれば、フィールド動きすなわち、パリティ・フィール
ドに基づく動きベクトルが、重複探索回路を使用する２
つの探索で４つの必要な探索を同時に行えるようにする
形でフィールド・データを区分することによって、ディ
ジタル・ビデオの動画で計算される。これによって、処
理時間が５０％短縮される。また、ここでは、４つの探
索のうちの２つで、同一の現マクロブロックのパリティ
ｆ1データが使用され、他の２つの探索で、同一の現マ
クロブロックのパリティｆ2データが使用されるという
事実が利用されている。基準データは、２つの別々のア
レイに格納するか、２つの読取りポートを有する１つの
アレイに格納することができる。代替案によれば、４組
の探索回路を利用することができる。この手段によっ
て、４つの探索を並列に完了することができる。
【０００３】
【従来の技術】最近１０年間で、世界規模の電子通信シ
ステムの出現によって、情報を送受する方法の機能が強
化された。具体的に言うと、リアル・タイムのビデオ・
システムおよびオーディオ・システムの能力が、近年に
大幅に改良された。ビデオオンデマンドやビデオ会議な
どのサービスを加入者に提供するためには、膨大な量の
ネットワーク帯域幅が必要である。実際、ネットワーク
帯域幅は、このようなシステムの有効性に対する主な疎
外要因となることがしばしばである。
【０００４】ネットワークによって課せられる制約を克
服するために、圧縮アルゴリズムと圧縮システムが現れ
た。これらのアルゴリズムおよびシステムは、ピクチャ
・シーケンスおよびオーディオ・シーケンスの冗長性を
除去することによって、伝送しなければならないビデオ
・データおよびオーディオ・データの量を減らす。受信
端では、ピクチャ・シーケンスが伸長され、リアルタイ
ムに表示できる。
【０００５】ここで現れたビデオ圧縮標準規格の１例
が、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）標準規
格である。ＭＰＥＧ規格では、所与のピクチャ内とピク
チャ間の両方のビデオ圧縮が定義されている。ピクチャ
内のビデオ圧縮は、離散コサイン変換、量子化、可変長
コーディングおよびハフマン・コーディングによる、時
間領域から周波数領域へのディジタル・イメージの変換
によって達成される。ピクチャ間のビデオ圧縮すなわ
ち、時間方向の冗長性の除去は、動き推定と称する処理
を介して達成され、この処理では、動きベクトルを使用
して、あるピクチャから別のピクチャへの画素の組の平
行移動を記述する。
【０００６】ピクチャから時間方向の冗長性を除去する
ために、１６×１６マクロブロックである現マクロブロ
ックを、基準フレームの探索区域内の他のすべての１６
×１６マクロブロックと比較する。現１６×１６マクロ
ブロックは、動きベクトルによって、最適一致基準マク
ロブロックにマッピングされる。探索回路または探索論
理が、最適一致基準ブロックを見つけるのに使用され
る。最適一致基準ブロックとは、そのマクロブロックと
現マクロブロックの間の累算絶対画素差が最小のマクロ
ブロックである。
【０００７】ＭＰＥＧ標準規格では、進行する（フレー
ム・）マクロブロックを、１マクロブロック（フレー
ム）または２つのインターレース式（フィールド・）マ
クロブロックのいずれかとして、動き推定を用いて符号
化することができる。あるマクロブロックを符号化する
ための最適の方法（最適一致）すなわち、１つまたは複
数のフレーム・タイプ探索によるか、４つ以上のフィー
ルド・タイプ探索によるかの決定は、ピクチャ・タイプ
がＰタイプ（predictive、順方向予測）かＢタイプ（bi
-directional、双方向予測）かに依存する。Ｐタイプ・
ピクチャは、全画素動き推定論理すなわち全画素動き推
定ソフトウェアまたは全画素動き推定回路での５つの探
索を必要とする。探索のそれぞれの基準データは、基準
ピクチャの異なる区域からとることができる。これと同
一の探索が、Ｂタイプ・ピクチャの基準ピクチャのそれ
ぞれで必要であるが、Ｂタイプ・ピクチャの場合は双方
向探索が追加される。現マクロブロックは、フレームと
して基準フレーム探索区域に対して探索される。その
後、現マクロブロックのｆ1走査線が、基準ｆ1探索区域
および基準ｆ2探索区域に対して探索される。最後に、
現マクロブロックのｆ2走査線を、基準ｆ1探索区域およ
び基準ｆ2探索区域に対して探索しなければならない。
この探索は次のとおりである。 １．現フレーム − 基準フレーム ２．現ｆ1 − 基準ｆ1 ３．現ｆ1 − 基準ｆ2 ４．現ｆ2 − 基準ｆ1 ５．現ｆ2 − 基準ｆ2
【０００８】リアル・タイム符号化の性能要件を満たす
ためには、これらの探索を十分高速に完了する必要があ
る。これは、Ｂタイプ（双方向補間）フレーム・ピクチ
ャを符号化する時に特に厳しい要件である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
主目的は、リアル・タイム符号化の性能要件を満たすの
に十分な速さで探索を完了することである。これは、Ｂ
タイプ（双方向）フレーム・ピクチャを符号化する時に
特に重要である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の上記および他の
目的は、本発明の方法および装置によって達成される。
本発明の解決策は、２段がまえになっている。
【００１１】まず、基準データは、重複探索回路を使用
して、探索２（現ｆ1対基準ｆ1）と探索３（現ｆ1対基
準ｆ2）を同時に実行できるようにし、探索４（現ｆ2対
基準ｆ1）と探索５（現ｆ2対基準ｆ2）を同時に実行で
きるようにする形で区分できる。これによって、処理時
間が５０％短縮される。また、ここでは、探索２と探索
３で同一の現マクロブロックｆ1データが使用され、探
索４と探索５で同一の現マクロブロックｆ2データが使
用されるという事実が利用されている。探索ごとに基準
ピクチャの異なる区域からとることができる基準データ
は、２つの別々のアレイか、２つの読取りポートを有す
る１つのアレイに格納することができる。
【００１２】その代わりに、４組の探索回路を利用する
ことができる。この手段によって、探索を並列に完了す
ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、ＭＰＥＧおよびＨＤＴ
Ｖに準拠するエンコーダおよび符号化処理に関する。こ
のエンコーダによって実行される符号化機能には、デー
タ入力、動き推定、マクロブロック・モード生成、デー
タ再構成、エントロピ・コーディングおよびデータ出力
が含まれる。動き推定と動き補償は、時間方向の圧縮機
能である。これらは、高い計算要件を有する繰り返して
使用される機能であり、これらには、逆離散コサイン変
換、逆量子化、動き補償などの集中的な再構成処理が含
まれる。
【００１４】具体的に言うと、本発明は、動き推定、動
き補償および動き予測に関し、さらに具体的には、動き
ベクトルの計算に関する。動き補償では、現ピクチャを
ブロック、たとえばマクロブロックに分割した後に、類
似の内容を有する近傍ブロックに関して前に伝送された
ピクチャ内を探索することによって、時間方向の冗長性
を利用する。現ブロックの画素と基準ピクチャから抽出
された予測ブロックの画素の間の差分だけが、伝送のた
め実際に圧縮され、その後、伝送される。
【００１５】動き補償と予測の最も単純な方法は、すべ
ての画素の輝度とクロミナンスすなわち強度と色を
「Ｉ」ピクチャに記録した後に、後続ピクチャのすべて
の特定の画素の輝度とクロミナンスすなわち強度と色の
変化を記録することである。しかし、これは、伝送媒体
の帯域幅、メモリ、処理能力および処理時間において非
経済的である。というのは、物体がピクチャ間で移動す
る、すなわち、画素内容が、あるピクチャのある位置か
ら後続ピクチャの異なる位置へ移動するからである。よ
り進歩した発想は、前のピクチャまたは後続のピクチャ
を使用して、たとえば動きベクトルを用い、画素のブロ
ックが前のピクチャまたは後続ピクチャのどこにあるか
を予測し、その結果を「予測ピクチャ」または「Ｐ」ピ
クチャとして書き込むことである。具体的に言うと、こ
れには、第ｉピクチャの画素または画素のマクロブロッ
クが、第ｉ−１ピクチャまたは第ｉ＋１ピクチャのどこ
にあるかの最適推定または最適予測を行うことが含まれ
る。もう１ステップ進めると、前のピクチャと後続ピク
チャの両方を使用して、ピクセルのブロックが中間ピク
チャまたは「Ｂ」ピクチャのどこにあるかが予想され
る。
【００１６】ピクチャ符号化順序とピクチャ伝送順序
は、ピクチャ表示順序と一致する必要がないことに留意
されたい。図２を参照されたい。Ｉ−Ｐ−Ｂシステムの
場合、入力ピクチャ伝送順序は、符号化順序と異なり、
入力ピクチャは、符号化に使用されるまで一時的に記憶
されなければならない。この入力は、使用されるまでバ
ッファに格納される。
【００１７】説明のため、ＭＰＥＧ準拠符号化の一般化
された流れ図を図１に示す。この流れ図では、第ｉピク
チャのイメージと第ｉ＋１ピクチャのイメージを処理し
て、動きベクトルを生成する。動きベクトルによって、
画素のマクロブロックが前のピクチャまたは後続のピク
チャのどこにあるかが予測される。完全なイメージでは
なく動きベクトルを使用することが、ＭＰＥＧ標準規格
およびＨＤＴＶ標準規格の時間方向圧縮の鍵となる態様
である。図１からわかるように、動きベクトルは、一旦
生成されると、第ｉピクチャから第ｉ＋１ピクチャへの
画素のマクロブロックの平行移動に使用される。
【００１８】図１からわかるように、符号化処理では、
第ｉピクチャと第ｉ＋１ピクチャのイメージをエンコー
ダ・ユニット１１で処理して、たとえば第ｉ＋１ピクチ
ャおよび後続ピクチャの符号化と伝送に使用される形態
の動きベクトルを生成する。後続ピクチャの入力画像１
１１'は、エンコーダの動き推定ユニット４３に入る。
動きベクトル１１３は、動き推定ユニット４３の出力と
して形成される。これらのベクトルは、動き補償ユニッ
ト４１によって、このユニットによる出力のために、
「基準」データと称する前または将来のピクチャからの
マクロブロック・データを取り出すのに使用される。動
き補償ユニット４１の１つの出力は、符号を反転して動
き推定ユニット４３からの出力と加算され、離散コサイ
ン変換ユニット２１の入力に入る。離散コサイン変換ユ
ニット２１の出力は、量子化ユニット２３で量子化され
る。量子化ユニット２３の出力は、２つの出力、ピクチ
ャ出力１２１とフィードバック・ピクチャ１３１に分割
される。ピクチャ出力１２１は、ラン・レングス・エン
コーダなど、伝送の前の次の圧縮と処理のために下流要
素である可変長コーディング・ユニット２５に入り、フ
ィードバック・ピクチャ１３１は、フレーム・メモリ４
２への格納のため、画素の符号化されたマクロブロック
の再構成に進む。説明のために示されたエンコーダで
は、この第２出力であるフィードバック・ピクチャ１３
１は、逆量子化ユニット２９と逆離散コサイン変換ユニ
ット３１を通って、差分マクロブロックのロッシイ版が
返される。このデータは、動き補償ユニット４１の出力
と加算され、フレーム・メモリ４２に元のピクチャのロ
ッシイ版が返される。
【００１９】図２からわかるように、ピクチャには３つ
のタイプがある。「イントラ・ピクチャ」または「Ｉ」
ピクチャは、全体として符号化され、伝送され、動きベ
クトルの定義を必要としない。これらの「Ｉ」ピクチャ
は、動きベクトルの供給源として働く。「順方向予測ピ
クチャ」または「Ｐ」ピクチャは、前のピクチャから動
きベクトルによって形成され、将来のピクチャの動きベ
クトルの供給源として働くことができる。最後に、「双
方向予測ピクチャ」または「Ｂ」ピクチャは、過去と将
来の２つの他のピクチャから動きベクトルによって形成
され、動きベクトルの供給源として働くことはできな
い。動きベクトルは、「Ｉ」ピクチャと「Ｐ」ピクチャ
から生成され、「Ｐ」ピクチャと「Ｂ」ピクチャの形成
に使用される。
【００２０】動き推定を実行する方法の１つを図３に示
すが、これは、第ｉピクチャのマクロブロック２１１か
ら次のピクチャの１領域全体を探索して、最適一致マク
ロブロック２１３を見つけることによる。この形でマク
ロブロックを平行移動すると、図４に示されるように、
第ｉ＋１ピクチャのマクロブロックのパターンがもたら
される。この形で、第ｉピクチャを、たとえば動きベク
トルと差分データによって、少量だけ調節して、第ｉ＋
１ピクチャを生成する。符号化されるのは、動きベクト
ルと差分データであって、第ｉ＋１ピクチャ自体ではな
い。動きベクトルによって、イメージの一部がピクチャ
からピクチャへ平行移動され、差分データによって、ク
ロミナンス、輝度および彩度の変化、すなわち、陰影と
照明の変化が伝えられる。
【００２１】図３に戻って、第ｉ＋１ピクチャ内の位置
と同一の第ｉピクチャ内の位置から開始することによっ
て、よい一致を探す。探索ウィンドウを第ｉピクチャ内
に作成する。この探索ウィンドウ内で最適一致を探す。
見つかったならば、そのマクロブロックの最適一致動き
ベクトルをコーディングする。最適一致マクロブロック
のコーディングには、動きベクトルすなわち、ｙ方向で
何画素とｘ方向で何画素が、次のピクチャで最適に一致
して表示されるかが含まれる。やはり符号化されるの
が、「予測誤差」とも称する差分データであり、これ
は、現マクロブロックと最適一致基準マクロブロックの
間のクロミナンスと輝度の差である。
【００２２】本発明には、ピクチャ間ビデオ圧縮のため
に、現ピクチャのマクロブロックから過去のピクチャの
マクロブロックへの動きベクトルを生成する方法が含ま
れる。これは、ｆ1パリティとｆ2パリティのイメージを
有する動画で行われる。下で説明するように、この方法
には、下記の５つの最適一致マクロブロック探索の実行
が含まれる。 １）． 現フレーム対基準フレーム ２）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ1フィールド ３）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ2フィールド ４）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ1フィールド ５）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ2フィールド
【００２３】動きベクトル生成には、探索ウィンドウ内
での最適一致探索による動きベクトルの端点の選択が含
まれる。この探索には、探索２）と探索３）を同時に実
行するステップと、探索４）と探索５）を同時に実行す
るステップが含まれる。
【００２４】すなわち、本発明の方法には、 ａ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フィールドの基
準フィールド・データと現ｆ1フィールド・データを同
時に読み取るステップと、 ｂ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フィールドの基
準フィールド・データと現ｆ2フィールド・データを同
時に読み取るステップとが含まれる。
【００２５】これは、非常に計算集中型の処理である
「Ｂ」ピクチャまたは「双方向予測符号化」ピクチャの
符号化に特に有用である。これには、 ａ．前のピクチャから、探索２）と探索３）を同時に実
行し、探索４）と探索５）を同時に実行するステップ
と、 ｂ．後続ピクチャから、探索２）と探索３）を同時に実
行し、探索４）と探索５）を同時に実行するステップと
が含まれる。
【００２６】ピクチャから時間方向の冗長性を除去する
ために、１６×１６マクロブロックである現マクロブロ
ックを、基準フレームの探索区域内の他のすべての１６
×１６マクロブロックと比較する。現１６×１６マクロ
ブロックは、動きベクトルによって、最適一致基準マク
ロブロックにマッピングされる。探索回路または探索論
理を使用して、最適一致基準ブロックを見つける。最適
一致基準マクロブロックとは、それと現マクロブロック
の間の累算絶対画素差が最小のマクロブロックである。
【００２７】ＭＰＥＧ標準規格では、進行する（フレー
ム・）マクロブロックを、１マクロブロック（フレー
ム）または２つのインターレース式（フィールド・）マ
クロブロックのいずれかとして、動き推定を用いて符号
化することができる。あるマクロブロックを符号化する
ための最適の方法（最適一致）すなわち、１つまたは複
数のフレーム・タイプ探索によるか、４つ以上のフィー
ルド・タイプ探索によるかの決定は、ピクチャ・タイプ
がＰタイプ（predictive、順方向予測）かＢタイプ（bi
-directional、双方向予測）かに依存する。Ｐタイプ・
ピクチャは、全画素動き推定論理すなわち全画素動き推
定ソフトウェアまたは全画素動き推定回路での５つの探
索を必要とする。探索のそれぞれの基準データは、基準
ピクチャの異なる区域からとることができる。これと同
一の探索が、Ｂタイプ・ピクチャの基準ピクチャのそれ
ぞれで必要であるが、Ｂタイプ・ピクチャの場合は双方
向探索が追加される。現マクロブロックは、フレームと
して基準フレーム探索区域に対して探索される。その
後、現マクロブロックのｆ1走査線が、基準ｆ1探索区域
および基準ｆ2探索区域に対して探索される。最後に、
現マクロブロックのｆ2走査線を、基準ｆ1探索区域およ
び基準ｆ2探索区域に対して探索しなければならない。
この探索は次のとおりである。 １）． 現フレーム − 基準フレーム ２）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ1フィールド ３）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ2フィールド ４）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ1フィールド ５）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ2フィールド
【００２８】本発明の方法は、ディジタル・ビデオ動画
を符号化するためのエンコーダ内で実行することができ
る。このエンコーダには、ｆ1パリティとｆ2パリティの
イメージを有する動画でのピクチャ間ビデオ圧縮のため
に、現ピクチャのマクロブロックから過去のピクチャの
マクロブロックへの動きベクトルを生成するための回路
が含まれる。このエンコーダの回路には、最適一致マク
ロブロックに関する５つの探索を実行するための手段が
含まれる。上で説明し、列挙したように、これらの探索
は次のとおりである。 １）． 現フレーム対基準フレーム ２）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ1フィールド ３）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ2フィールド ４）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ1フィールド ５）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ2フィールド
【００２９】本発明の教示によれば、この回路は、探索
２）と探索３）を同時に実行し、探索４）と探索５）を
同時に実行する。この回路は、これを ａ．基準ｆ1フィールドと基準ｆ2フィールドの基準フィ
ールド・データと現ｆ1フィールド・データを同時に読
み取ることと、 ｂ．基準ｆ1フィールドと基準ｆ2フィールドの基準フィ
ールド・データと現ｆ2フィールド・データを同時に読
み取ることとによって達成する。
【００３０】本発明の特に好ましい実施例によれば、基
準フィールド・データの２つの区域が同時に読み取られ
る。これは、基準フィールド・データを区分し、前記基
準データを２つの別々のアレイに格納することによって
達成できる。その代わりに、２つの読取りポートを有す
るアレイに基準フィールド・データを格納することによ
って、これを達成することができる。
【００３１】上で要約された探索を図６および図７に示
す。図６および図７には、１つのアレイに格納された基
準データを用いるフレーム探索とフィールド探索の結果
の順次計算が、概略形式で示されている。
【００３２】リアル・タイム符号化の性能要件を満たす
ためには、十分な速さで探索を完了することが必要であ
る。これは、Ｂタイプ（双方向）フレーム・ピクチャを
符号化する時に特に厳しい要件である。
【００３３】本発明の特に好ましい実施例によれば、基
準ピクチャ・データを格納するための、２つの読取りポ
ートを有するＲＡＭすなわちＤＲＡＭまたはオンチップ
・アレイが、エンコーダに含まれるか、エンコーダと共
に使用される。
【００３４】本発明によれば、フィールド動きベクトル
すなわち、パリティ・フィールドに基づく動きベクトル
は、重複探索回路を使用する２つの探索で４つの必要な
探索を同時に実行できるようになる形でフィールド・デ
ータを区分することによって、ディジタル・ビデオ動画
で計算される。これによって、処理時間が５０％短縮さ
れる。また、ここでは、４つの探索のうちの２つで、同
一の現マクロブロックのパリティｆ1データが使用さ
れ、他の２つの探索で、同一の現マクロブロックのパリ
ティｆ2データが使用されるという事実が利用されてい
る。基準データは、２つの別々のアレイに格納するか、
２つの読取りポートを有する１つのアレイに格納するこ
とができる。代替案によれば、４組の探索回路を利用す
ることができる。この手段によって、４つの探索を並列
に完了することができる。
【００３５】本発明によれば、重複探索論理すなわち探
索ソフトウェアまたは重複探索回路が提供され、フィー
ルド・データは、探索２）と探索３）すなわち現ｆ1対
基準ｆ1と現ｆ1対基準ｆ2を実質的に同時に実行でき、
探索４）と探索５）すなわち現ｆ2対基準ｆ1と現ｆ2対
基準ｆ2を実質的に同時に実行できる形で区分される。
探索のそれぞれにｔクロック・サイクルを要する場合、
同時探索によって、４つの探索に要する時間が、４ｔク
ロック・サイクルから２ｔクロック・サイクルに短縮さ
れる。
【００３６】同時探索では、探索２）と探索３）すなわ
ち現ｆ1対基準ｆ1と現ｆ1対基準ｆ2で、同一の現マクロ
ブロックｆ1データが使用され、探索４）と探索５）す
なわち現ｆ2対基準ｆ2と現ｆ2対基準ｆ2で、同一の現マ
クロブロックｆ2データが使用されるという事実が利用
されている。２つの探索を並列に完了するためには、基
準データの２つの区域を同時に読み取ることが必要であ
る。これは、基準データを区分し、２つの別々のアレイ
または２つの読取りポートを有する単一のアレイに格納
することによって達成される。第２組の探索論理を追加
することによって、探索を並列に完了できるようにな
る。これを図９および図１０に示す。図９および図１０
には、区分された基準データと重複論理回路を用いるフ
ィールド結果の計算が、概略形式で示されている。
【００３７】柔軟性のために、任意選択の遅延段を、各
探索対の第２探索に追加することができる。遅延段を通
るパスの完了時に、探索論理は、基準探索ウィンドウ内
の異なる位置に対応する１組の累算絶対画素差を作る。
比較論理を使用して、この差を評価し、値が小さいほう
を選択する。この活動は、完了に複数サイクルを必要と
する可能性がある。任意選択の遅延段を使用して、両方
の探索が同一サイクルに完了しないようにすることがで
きる。これによって、２組の比較論理を有する必要がな
くなる。しかし、２組の比較論理が設けられる実施態様
では、遅延段をなくすことができる。
【００３８】いくつかの好ましい実施態様および実施例
に関して本発明を説明してきたが、これによって本発明
の範囲を制限する意図はなく、本発明は本明細書に記載
の請求の範囲によってのみ制限される。
【００３９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【００４０】（１）ｆ1パリティのイメージとｆ2パリテ
ィのイメージとを有する動画でピクチャ間ビデオ圧縮の
ために現ピクチャのマクロブロックから過去のピクチャ
のマクロブロックへの動きベクトルを生成する方法にお
いて、 １）． 現フレーム対基準フレームと、 ２）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ1フィールドと、 ３）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ2フィールドと、 ４）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ1フィールドと、 ５）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ2フィールドとの５つ
の最適一致マクロブロックに関する探索の実行を含み、
探索２）および探索３）を同時に実行するステップと、
探索４）および探索５）を同時に実行するステップとを
含む方法。 （２）ａ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フィール
ドの基準フィールド・データと現ｆ1フィールド・デー
タとを同時に読み取るステップと、 ｂ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フィールドの基
準フィールド・データと現ｆ2フィールド・データとを
同時に読み取るステップとを含む、上記（１）に記載の
方法。 （３）ａ． 前のピクチャから、探索２）および探索
３）を同時に実行するステップと、探索４）および探索
５）を同時に実行するステップと、 ｂ． 後続のピクチャから、探索２）および探索３）を
同時に実行するステップと、探索４）および探索５）を
同時に実行するステップとを含む「Ｂ」双方向ピクチャ
の符号化を含む、上記（１）に記載の方法。 （４）基準フィールド・データの２つの区域の同時読取
りを含む、上記（１）に記載の方法。 （５）基準フィールド・データの区分と、前記基準フィ
ールド・データの２つの別々のアレイへの格納を含む、
上記（４）に記載の方法。 （６）基準フィールド・データの区分と、２つの読取り
ポートを有するアレイへの前記基準フィールド・データ
の格納を含む、上記（４）に記載の方法。 （７）探索のそれぞれの基準データが、基準ピクチャの
同一の探索区域からのデータであることを特徴とする、
上記（１）に記載の方法。 （８）探索のそれぞれの基準データが、基準ピクチャの
異なる区域からのデータであることを特徴とする、上記
（１）に記載の方法。 （９）２組の探索回路を用いる探索の実行を含む、上記
（１）に記載の方法。 （１０）４組の探索回路を用いる探索の実行を含む、上
記（１）に記載の方法。 （１１）ｆ1パリティのイメージとｆ2パリティのイメー
ジとを有する動画でピクチャ間ビデオ圧縮のために現ピ
クチャのマクロブロックから過去のピクチャのマクロブ
ロックへの動きベクトルを生成するための回路を含む、
ディジタル・ビデオ動画を符号化するためのエンコーダ
において、前記回路が、 １）． 現フレーム対基準フレームと、 ２）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ1フィールドと、 ３）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ2フィールドと、 ４）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ1フィールドと、 ５）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ2フィールドとの５つ
の最適一致マクロブロックに関する探索を実行するため
の手段を含み、前記回路が、探索２）および探索３）を
同時に実行し、探索４）および探索５）を同時に実行す
るエンコーダ。 （１２）前記回路が、 ａ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フィールドの基
準フィールド・データと現ｆ1フィールド・データを同
時に読み取り、 ｂ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フィールドの基
準フィールド・データと現ｆ2フィールド・データを同
時に読み取ることを特徴とする、上記（１１）に記載の
エンコーダ。 （１３）さらに、基準フィールド・データを格納するた
めの、２つの読取りポートを有するフィールド・メモリ
を含む、上記（１１）に記載のエンコーダ。 （１４）２組の探索回路を有する、上記（１１）に記載
のエンコーダ。 （１５）４組の探索回路を有する、上記（１１）に記載
のエンコーダ。
【図面の簡単な説明】
【図１】離散コサイン変換ユニット２１、量子化ユニッ
ト２３、可変長コーディング・ユニット２５、逆量子化
ユニット２９、逆離散コサイン変換ユニット３１、動き
補償ユニット４１、フレーム・メモリ４２および動き推
定ユニット４３を含む一般化されたＭＰＥＧ２準拠のエ
ンコーダ・ユニット１１の流れ図である。データ経路に
は、第ｉピクチャ入力１１１、差分データ１１２、動き
ベクトル１１３、ピクチャ出力１２１、動き推定および
動き補償のためのフィードバック・ピクチャ１３１およ
び、動き補償されたピクチャ１０１が含まれる。この図
では、第ｉピクチャが、フレーム・メモリ４２内に存在
し、第ｉ＋１ピクチャが、動き推定ユニットを用いて符
号化されつつあることが仮定されている。
【図２】Ｉピクチャ、ＰピクチャおよびＢピクチャ、そ
の表示順序と伝送順序の例、順方向動き予測および逆方
向動き予測を示す図である。
【図３】後続のまたは前のフレームまたはピクチャの最
適一致ブロックに対する現フレームまたは現ピクチャ内
の動き推定ブロックからの探索を示す図である。マクロ
ブロック２１１および２１１'は、両方のピクチャの同
一位置を表す。
【図４】前のピクチャでの位置から新しいピクチャへの
動きベクトルによるブロックの移動と、動きベクトルを
使用した後に調節された前のピクチャのブロックを示す
図である。
【図５】図６と図７の配置を示す図である。
【図６】１つのアレイに格納された基準データを用いる
フレーム検索結果とフィールド検索結果の順次計算を概
略形式で示す図である。
【図７】１つのアレイに格納された基準データを用いる
フレーム検索結果とフィールド検索結果の順次計算を概
略形式で示す図である。
【図８】図９と図１０の配置を示す図である。
【図９】区分された基準データと重複探索回路を用いる
フィールド結果の計算を概略形式で示す図である。
【図１０】区分された基準データと重複探索回路を用い
るフィールド結果の計算を概略形式で示す図である。
【符号の説明】
１１ エンコーダ・ユニット ２１ 離散コサイン変換ユニット ２３ 量子化ユニット ２５ 可変長コーディング・ユニット ２９ 逆量子化ユニット ３１ 逆離散コサイン変換ユニット ４１ 動き補償ユニット ４２ フレーム・メモリ ４３ 動き推定ユニット １０１ 動き補償されたピクチャ １１１ 第ｉピクチャ入力 １１１' 後続ピクチャの入力画像 １１２ 差分データ １１３ 動きベクトル １２１ ピクチャ出力 １３１ フィードバック・ピクチャ ２１１ マクロブロック ２１１' マクロブロック ２１３ 最適一致マクロブロック

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ｆ1パリティのイメージとｆ2パリティのイ
    メージとを有する動画でピクチャ間ビデオ圧縮のために
    現ピクチャのマクロブロックから過去のピクチャのマク
    ロブロックへの動きベクトルを生成する方法において、 １）． 現フレーム対基準フレームと、 ２）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ1フィールドと、 ３）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ2フィールドと、 ４）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ1フィールドと、 ５）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ2フィールドとの５つ
    の最適一致マクロブロックに関する探索の実行を含み、 探索２）および探索３）を同時に実行するステップと、
    探索４）および探索５）を同時に実行するステップとを
    含む方法。
  2. 【請求項２】ａ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フ
    ィールドの基準フィールド・データと現ｆ1フィールド
    ・データとを同時に読み取るステップと、 ｂ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フィールドの基
    準フィールド・データと現ｆ2フィールド・データとを
    同時に読み取るステップとを含む、請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】ａ． 前のピクチャから、探索２）および
    探索３）を同時に実行するステップと、探索４）および
    探索５）を同時に実行するステップと、 ｂ． 後続のピクチャから、探索２）および探索３）を
    同時に実行するステップと、探索４）および探索５）を
    同時に実行するステップとを含む「Ｂ」双方向ピクチャ
    の符号化を含む、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】基準フィールド・データの２つの区域の同
    時読取りを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】基準フィールド・データの区分と、前記基
    準フィールド・データの２つの別々のアレイへの格納を
    含む、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】基準フィールド・データの区分と、２つの
    読取りポートを有するアレイへの前記基準フィールド・
    データの格納を含む、請求項４に記載の方法。
  7. 【請求項７】探索のそれぞれの基準データが、基準ピク
    チャの同一の探索区域からのデータであることを特徴と
    する、請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】探索のそれぞれの基準データが、基準ピク
    チャの異なる区域からのデータであることを特徴とす
    る、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】２組の探索回路を用いる探索の実行を含
    む、請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】４組の探索回路を用いる探索の実行を含
    む、請求項１に記載の方法。
  11. 【請求項１１】ｆ1パリティのイメージとｆ2パリティの
    イメージとを有する動画でピクチャ間ビデオ圧縮のため
    に現ピクチャのマクロブロックから過去のピクチャのマ
    クロブロックへの動きベクトルを生成するための回路を
    含む、ディジタル・ビデオ動画を符号化するためのエン
    コーダにおいて、前記回路が、 １）． 現フレーム対基準フレームと、 ２）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ1フィールドと、 ３）． 現ｆ1フィールド対基準ｆ2フィールドと、 ４）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ1フィールドと、 ５）． 現ｆ2フィールド対基準ｆ2フィールドとの５つ
    の最適一致マクロブロックに関する探索を実行するため
    の手段を含み、前記回路が、 探索２）および探索３）を同時に実行し、探索４）およ
    び探索５）を同時に実行するエンコーダ。
  12. 【請求項１２】前記回路が、 ａ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フィールドの基
    準フィールド・データと現ｆ1フィールド・データを同
    時に読み取り、 ｂ． 基準ｆ1フィールドおよび基準ｆ2フィールドの基
    準フィールド・データと現ｆ2フィールド・データを同
    時に読み取ることを特徴とする、請求項１１に記載のエ
    ンコーダ。
  13. 【請求項１３】さらに、基準フィールド・データを格納
    するための、２つの読取りポートを有するフィールド・
    メモリを含む、請求項１１に記載のエンコーダ。
  14. 【請求項１４】２組の探索回路を有する、請求項１１に
    記載のエンコーダ。
  15. 【請求項１５】４組の探索回路を有する、請求項１１に
    記載のエンコーダ。
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EP0793388A2 (en) 1997-09-03
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