JPH11112993A - 動画像符号化装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像信号の高能率符号化などに用いられる動
画像符号化装置に関する。 【解決手段】 動画像データの動き補償予測符号を行な
う動画像符号化装置10において、動画像データを符号化
する手段16と、動画像データが供給されて単位領域毎に
動きベクトル検出を行なう手段11と、前記動きベクトル
検出を行なう手段の出力が供給されて、前記単位領域毎
の動きベクトルの大きさと前記単位領域の符号化タイプ
を記憶する手段13と、前記記憶する手段の動きベクトル
の大きさと前記符号化タイプにより前記単位領域毎に、
前記記憶した動きベクトルの値が小さい場合には動き検
出範囲を小さく、動きベクトルが大きい場合には動き検
出範囲を大きく動き検出範囲を設定する手段12とを有す
る構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像信号の高能
率符号化などに用いられる動画像符号化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】動きベクトルの検出は１つのシーケンス
を通して、ある決められた一定の範囲内で行なわれてい
た。そして予測誤差を小さくするために、動きベクトル
検出範囲は広めに設定されていた。動きベクトル検出範
囲が広くなればなるほど、その演算量は増大する。ま
た、一般に動きベクトルは、動きの少ないシーンでは小
さい値を取り、動きの大きいシーンでは大きな値を取
る。

【０００３】動きの小さなシーンに対して、動き検出範
囲を広くすれば、偶発的に大きなベクトルを取ることが
ある。ＭＰＥＧなどの符号化規格では、動きベクトルは
差分値が符号化され、その差分値が小さいほどランレン
グスは短いコードが割り当てられている。したがって、
偶発的に大きなベクトルが発生することは、長いランレ
ングス・コードを選択することになるので、符号化効率
が低下してしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】動きベクトル検出範囲
が広くなればなるほど、その演算量は増大する。また、
一般に動きベクトルは、動きの少ないシーンでは小さい
値を取り、動きの大きいシーンでは大きな値を取る。動
きの小さなシーンに対して、動き検出範囲を広くすれ
ば、偶発的に大きなベクトルを取ることがある。例えば
ＭＰＥＧなどのような符号化規格では、動きベクトルは
差分値が符号化され、その差分値が小さいほどランレン
グスは短いコードが割り当てられている。

【０００５】したがって、偶発的に大きなベクトルが発
生することは、長いランレングス・コードを選択するこ
とになるので、符号化効率が落ちることを意味する。逆
に、動きの大きなシーンで動きベクトル検出範囲が狭い
場合には、適切な動きベクトルを検出できず、予測誤差
が大きくなる可能性がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、請求項１の発明は、動画像データの動き補
償予測符号化を行なう動画像符号化装置において、前記
動画像データを符号化する手段と、前記動画像データが
供給されて単位領域毎に動きベクトルを検出する手段
と、前記動きベクトルを検出する手段の出力が供給され
て前記単位領域毎の動きベクトルの大きさと前記単位領
域の符号化タイプを記憶する手段と、前記記憶する手段
の動きベクトルの大きさと前記符号化タイプにより前記
単位領域毎に、前記記憶した動きベクトルの値が小さい
場合には動き検出範囲を小さく、動きベクトルが大きい
場合には動き検出範囲を大きく動き検出範囲を設定する
手段とを有する動画像符号化装置を提供するものであ
る。

【０００７】請求項２の発明は、動画像データの動き補
償予測符号化を行なう動画像符号化方法において、前記
動画像データの符号化を行なうステップと、前記動画像
データが供給されて単位領域毎に動きベクトルの検出を
行なうステップと、前記動きベクトルの検出出力が供給
されて前記単位領域毎の動きベクトルの大きさと前記単
位領域の符号化タイプを記憶するステップと、前記記憶
した動きベクトルの大きさと前記符号化タイプにより、
前記単位領域毎に、前記記憶した動きベクトルの値が小
さい場合には動き検出範囲を小さく、動きベクトルが大
きい場合には動き検出範囲を大きく動き検出範囲を設定
するステップとよりなる動画像符号化方法を提供するも
のである。

【０００８】

【発明の実施の形態】ここでは、符号化方式にＭＰＥＧ
方式を使うものとする。ＭＰＥＧ方式では、フレーム内
符号化のみを行なうＩピクチャ、前方向の動き予測及び
フレーム内符号化を行なうＰピクチャ、両方向の動き予
測及びフレーム内符号化を行なうＢピクチャの３タイプ
のピクチャがある。

【０００９】それぞれの予測方向は図２に示した。動き
ベクトルの検出は、ＰピクチャとＢピクチャで行なわ
れ、それはマクロブロック（以下ＭＢと略す。）と呼ば
れる単位で行なわれる。図３に示したように、１枚のピ
クチャは１６画素×１６画素のＭＢに分割される。

【００１０】つぎに、本発明の動画像符号化装置の一実
施例について、図と共に以下に説明する。図１は本発明
の動画像符号化装置の一実施例を示したものである。動
画像符号化装置１０は、動きベクトル検出部１１、動き
検出範囲設定部１２、動きベクトルメモリ１３、量子化
器１４、可変長符号化器１５、逆量子化器１６、画像間
予測器１７、局部復号部１８、及び加算器１９とより構
成されている。

【００１１】動きベクトル検出部１１は、動き検出範囲
設定部１２により決められた範囲内で動きベクトルの検
出を行ない、その値を動きベクトルメモリ１３、動き補
償部１４、及び符号化部１６へ送出する。

【００１２】動き補償部１４は、動きベクトル検出部１
１から送られた動きベクトルとフレームメモリ１７に記
憶されている画像から参照画像を作成する。動きベクト
ルメモリ１３は、最も新しい２フレーム分のＰピクチャ
の動きベクトルの大きさと符号化タイプであるマクロブ
ロック（ＭＢ）タイプとを夫々記憶する。

【００１３】ＭＢタイプには２種類あり、動き補償を行
なうタイプ（以下、このタイプのＭＢをインターＭＢと
呼ぶ。）と動き補償を行なわないタイプ（以下、このタ
イプをイントラＭＢと呼ぶ。）の２種類である。ＭＰＥ
Ｇ方式ではＰピクチャやＢピクチャでもイントラＭＢを
使用することがが許可されている。このイントラＭＢ
は、動き予測が当たらず、予測誤差が大きくなった場合
に選ばれるＭＢタイプである。

【００１４】つぎに、動き検出範囲設定部１２に付いて
説明する。動き検出範囲設定部１２は、動きベクトルメ
モリ１３に記憶されている動きベクトルの大きさMVmem
(k)[k=1,2] 及びＭＢタイプMbtype(k)[k=1,2]から、水
平・垂直各方向で、動きベクトル検出を行なう範囲を決
定する。動き検出範囲設定部１２は、記憶した動きベク
トルの大きさと符号化タイプにより、単位領域毎に、動
きベクトルメモリ１３に記憶した動きベクトルの値が小
さい場合には動き検出範囲を小さく、動きベクトルが大
きい場合には動き検出範囲を大きく動き検出範囲を設定
する。

【００１５】つぎに、動きベクトルメモリ１３に記憶す
るベクトルについて、図２を用いて以下に説明する。い
ま、時間 Tm において、Pnの動きベクトルとＭＢタイプ
の情報がメモリ２に、Pn+1 の情報がメモリ１に夫々格
納されているとする。Pn+2の参照ベクトルMvref にはPn
+1のベクトルであるメモリ１内のMVmem(1)を、参照ＭＢ
タイプにはMbtype(1) を夫々使用する。Pn+2の符号化終
了時に、メモリ２にPn+1の情報を、メモリ１にPn+2の情
報を夫々供給する。

【００１６】つぎに、Bj+2、Bj+3の参照ベクトルMVref
(1)、MVref(2)はPn+1の情報であるメモリ１内のMVmem
(1)、Mbtype(1) 及びPn+2の情報であるメモリ２内のMVm
em(2)、Mbtype(2) を用いる。Ｂピクチャの符号化終了
時には、メモリ情報は更新しない。

【００１７】参照ベクトルMVref をメモリ内の動きベク
トルの大きさMVmem からＰピクチャ及びＢピクチャの場
合に分けて、数１ように設定する。

【００１８】

【数１】

【００１９】ここで、TRb は図２に示したように前方向
の参照ピクチャとＢピクチャとの距離、例えばTRb=1 ,2
を示し、TRd は前方向の参照ピクチャ（Ｉピクチャ）
と後方向の参照ピクチャ（Ｐピクチャ）との距離、例え
ばTRd=3 を示す。動きベクトル検出の水平・垂直の夫々
の範囲は参照ベクトルの各水平・垂直成分に対応して表
１から求める。ただし、符号化タイプであるＭＢタイプ
がイントラＭＢである場合には、常にレベル８を選定す
るものとする。

【００２０】

【表１】

【００２１】符号化部１６は、送られてきたデータをＭ
ＰＥＧ規格に準じて符号化して出力すると共に、符号化
出力を局部復号部１８に供給する。局部復号部１８は、
符号化されたデータの復号化を行ない、復号出力に、動
き補償部１４により動き補償された画像データが加算部
１９により加算されて、フレームメモリ１７に記憶され
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、動画像データを符号化する手
段と、前記動画像データが供給されて単位領域毎に動き
ベクトルを検出する手段と、前記動きベクトルを検出す
る手段の出力が供給されて、前記単位領域毎の動きベク
トルの大きさと前記単位領域の符号化タイプを記憶する
手段と、前記記憶した動きベクトルの大きさと前記符号
化タイプにより単位領域毎に、前記記憶した動きベクト
ルの値が小さい場合には動き検出範囲を小さく、動きベ
クトルが大きい場合には動き検出範囲を大きく動き検出
範囲を設定する手段とを有する構成としたので、動画像
符号化装置の演算量を削減することが出来る。

【００２３】また、本発明は、動きが小さいシーンでの
偶発的な大きな動きベクトルの発生により、長いランレ
ングス・コードが選択され、符号化効率が低下するのを
防止出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動画像符号化装置の一実施例の構成例
を示す図である。

【図２】本発明のＭＰＥＧ予測方向、動きベクトルメモ
リを説明するための図である。

【図３】本発明のマクロブロックを説明した図である。

【符号の説明】

１０ 動画像符号化装置 １１ 動きベクトル検出部（動きベクトルを検出する手
段） １２ 動き検出範囲設定部（動き検出範囲を設定する手
段） １３ 動きベクトルメモリ（記憶する手段） １４ 動き補償部 １５ 減算部 １６ 符合化部（動画像データを符号化する手段） １７ フレームメモリ １８ 局部復号部 １９ 加算部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動画像データの動き補償予測符号化を行な
   う動画像符号化装置において、 前記動画像データを符号化する手段と、 前記動画像データが供給されて単位領域毎に動きベクト
   ルを検出する手段と、 前記動きベクトルを検出する手段の出力が供給されて前
   記単位領域毎の動きベクトルの大きさと前記単位領域の
   符号化タイプを記憶する手段と、 前記記憶する手段の動きベクトルの大きさと前記符号化
   タイプにより前記単位領域毎に、前記記憶した動きベク
   トルの値が小さい場合には動き検出範囲を小さく、動き
   ベクトルが大きい場合には動き検出範囲を大きく動き検
   出範囲を設定する手段とを有することを特徴とする動画
   像符号化装置。
2. 【請求項２】動画像データの動き補償予測符号化を行な
   う動画像符号化方法において、 前記動画像データの符号化を行なうステップと、前記動
   画像データが供給されて単位領域毎に動きベクトルの検
   出を行なうステップと、前記動きベクトルの検出出力が
   供給されて前記単位領域毎の動きベクトルの大きさと前
   記単位領域の符号化タイプを記憶するステップと、前記
   記憶した動きベクトルの大きさと前記符号化タイプによ
   り、前記単位領域毎に、前記記憶した動きベクトルの値
   が小さい場合には動き検出範囲を小さく、動きベクトル
   が大きい場合には動き検出範囲を大きく動き検出範囲を
   設定するステップとよりなることを特徴とする動画像符
   号化方法。