JPH0955941A

JPH0955941A - 画像符号化方法、画像符号化装置、及び画像符号化データの記録装置

Info

Publication number: JPH0955941A
Application number: JP7208743A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Ogura; 英史小倉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1997-02-25
Also published as: CN1151664A; KR100415494B1; US5883674A; CN1152578C; MY121597A; KR970012224A

Abstract

(57)【要約】【課題】動きベクトルの符号化発生情報を削減するこ
とにより、高品質の画像を再現することができる画像符
号化装置を提供する。【解決手段】動きベクトル検出手段１１は、１フレー
ム分の入力映像信号の動きベクトルを前フレームの映像
信号を用いて検出する。分布検出手段１２は、動きベク
トル検出手段１１で得られた動きベクトルの分布範囲を
検出する。制御手段１１１は、分布検出手段１２で得ら
れた動きベクトルの分布範囲情報に基いて、動きベクト
ル検出手段１１における映像信号の動きベクトルのサー
チ範囲を予測して動きベクトル検出手段１１に対して動
きベクトルのサーチ範囲を設定する。そして、動きベク
トル検出手段１１は、次の動きベクトル検出時には、制
御手段１１１により設定されたサーチ範囲で入力映像信
号の動きベクトルを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画像の動き補償
予測を用いた画像符号化方法、画像符号化装置、及び画
像符号化データの記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、高能率符号化方式として、ＭＰ
ＥＧ（Motion Picture Image CodingExperts Group）方
式がある。このＭＰＥＧ方式は、ＣＤ−ＲＯＭ等を対象
にした蓄積メディア用の符号化方式であり、Ｈ．２６１
という国際標準規格を改良して標準化された符号化方式
である。すなわち、ＭＰＥＧ方式では、フレーム間予測
として動き補償予測が使用され、直交変換として２次元
離散コサイン変換（DCT：Discrete Cosine Transform）
が使用される。

【０００３】図８は、上述のようなＭＰＥＧ方式を適用
した画像符号化装置２００の構成を示した図である。

【０００４】画像符号化装置２００に入力される映像信
号は、現在の基準フレームを１６×１６画素の基準小ブ
ロックに分割されたものであり、基準フレームデータと
してフレームメモリ２１０、動きベクトル検出回路２１
１、及び減算回路２０１に各々供給される。

【０００５】動きベクトル検出回路２１１は、サーチフ
レームとして、フレームメモリ２１０に保存されている
前フレームデータを読み出し、供給された基準フレーム
の各ブロックが上記サーチフレームのどの位置のブロッ
クと最も良くマッチングするかを検出する動きベクトル
検出処理を行う。この動きベクトル検出処理における動
きベクトルの検出範囲は、常にある一定の大きなサーチ
範囲で行われる。

【０００６】動き補償回路２０９は、動きベクトル検出
回路２１１で検出された動きベクトルを用いてフレーム
メモリ２０８に保存されている前フレームデータを読み
出して動き補償を行う。

【０００７】減算回路２０１は、供給された基準フレー
ムデータと、動き補償回路２０９で動き補償が施された
フレームデータとの差分をとり、その差分データをＤＣ
Ｔ回路２０２、量子化回路２０３を介して可変長符号化
回路２０４に供給する。これと同時に、可変長符号化回
路２０４には、動きベクトル検出回路２１１で検出され
た動きベクトルが供給される。

【０００８】そして、可変長符号化回路２０４は、ＤＣ
Ｔ変換され量子化された差分データ、及び動きベクトル
の値に可変長符号を割り当て、符号化データとして出力
する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、可変長符号
化回路２０４における可変長符号テーブルのコード長
は、動きベクトル検出回路２１１で用いられるサーチ範
囲の大きさによって異なる。一般に、サーチ範囲が大き
くなると、可変長符号化テーブルのコード長が全体的に
長くなる。このため、従来のように、常に一定の大きな
サーチ範囲で動きベクトルの検出を行うと、非常に動き
が小さな動画像においても、その動きベクトルに割り当
てられる符号長が長くなり、この結果、動きベクトルを
符号化した情報量が大きくなってしまっていた。

【００１０】また、実際の動きよりもサーチ範囲が大き
い場合には、本来の動きでない動きの大きな動きベクト
ルが誤って選択されるという可能性があった。このよう
な場合にも、一般に、その動きベクトルに割り当てられ
る符号長が長くなるため、動きベクトルを符号化した情
報量が増大してしまっていた。

【００１１】さらに、上述したような基準フレームデー
タと、動き補償が施された前フレームとの差分の可変長
符号化を行う場合においては、動きベクトルの分布が滑
らかで無くなり、やはり動きベクトルを符号化した情報
量が大きくなってしまっていた。

【００１２】そこで、本発明は、上述の如き従来の実情
に鑑みてなされたものであり、次のような目的を有する
ものである。

【００１３】即ち、本発明の目的は、動きベクトルの符
号化発生情報を削減することにより、高品質の画像を再
現することができる画像符号化方法、画像符号化装置、
及び画像符号化データの記録装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る画像符号化方法は、１フレーム分の
入力映像信号の動きベクトルを前フレームの映像信号を
用いて検出し、検出した動きベクトルに基いて、上記前
フレームの映像信号に対して動き補償して圧縮符号化処
理を行う画像符号化方法であって、１フレーム分の入力
映像信号の動きベクトルの分布範囲を検出し、検出した
動きベクトルの分布範囲に基いて動きベクトルのサーチ
範囲を予測して設定する。そして、設定したサーチ範囲
で入力映像信号の動きベクトルを検出することを特徴と
する。

【００１５】また、本発明に係る画像符号化装置は、動
きベクトル検出手段により１フレーム分の入力映像信号
の動きベクトルを前フレームの映像信号を用いて検出
し、上記動きベクトル検出手段で得られた動きベクトル
に基いて、上記前フレームの映像信号に対して動き補償
して圧縮符号化処理を行う画像符号化装置であって、上
記動きベクトル検出手段で得られた動きベクトルの分布
範囲を検出する分布検出手段と、上記分布検出手段で得
られた動きベクトルの分布範囲情報に基いて上記動きベ
クトル検出手段における動きベクトルのサーチ範囲を制
御する制御手段とを備える。そして、上記制御手段は、
上記動きベクトル検出手段における映像信号の動きベク
トルのサーチ範囲を予測して上記動きベクトル検出手段
に対して動きベクトルのサーチ範囲を設定し、上記動き
ベクトル検出手段は、上記制御手段により設定されたサ
ーチ範囲で入力映像信号の動きベクトルを検出すること
を特徴とする。

【００１６】また、本発明に係る画像符号化データの記
録装置は、画像圧縮符号化手段により１フレーム分の入
力映像信号の動きベクトルを前フレームの映像信号を用
いて検出し、検出した動きベクトルに基いて、上記前フ
レームの映像信号に対して動き補償して圧縮符号化処理
を行い、上記画像圧縮符号化手段で得られた画像符号化
データを記録媒体に記録する画像符号化データの記録装
置であって、上記画像圧縮符号化手段は、上記動きベク
トルを検出する動きベクトル検出手段と、上記動きベク
トル検出手段で得られた動きベクトルの分布範囲を検出
する分布検出手段と、上記分布検出手段で得られた動き
ベクトルの分布範囲情報に基いて上記動きベクトル検出
手段における動きベクトルのサーチ範囲を制御する制御
手段とを備える。そして、上記制御手段は、上記動きベ
クトル検出手段における映像信号の動きベクトルのサー
チ範囲を予測して上記動きベクトル検出手段に対して動
きベクトルのサーチ範囲を設定し、上記動きベクトル検
出手段は、上記制御手段により設定されたサーチ範囲で
入力映像信号の動きベクトルを検出することを特徴とす
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】まず、本発明に係る画像符号化方法は、図
１に示すような画像符号化装置１００により実施され、
画像符号化装置１００は、本発明に係る画像符号化装置
を適用したものである。

【００１９】この画像符号化装置１００は、映像信号が
供給される減算回路１、フレームメモリ１０及び動きベ
クトル検出回路１１と、減算回路１の出力が供給される
ＤＣＴ回路２と、ＤＣＴ回路２の出力が供給される量子
化回路３と、量子化回路３の出力が供給される可変長符
号化回路４及び逆量子化回路５と、逆量子化回路５の出
力が供給される逆ＤＣＴ回路６と、逆ＤＣＴ回路の出力
が供給される加算回路７と、加算回路７の出力が供給さ
れるフレームメモリ８と、フレームメモリ８の出力及び
動きベクトル検出回路１１の出力が各々供給される動き
補償回路９と、動きベクトル検出回路１１の出力が供給
される動きベクトル分布判断１２とを備えている。

【００２０】また、動きベクトル検出回路１１は、動き
ベクトル分布判断１２の出力が供給されるサーチ範囲制
御回路１１１を備えている。

【００２１】さらに、フレームメモリ１０の出力は、動
きベクトル検出回路１１に供給され、動きベクトル検出
回路１１の出力は、可変長符号化回路４に供給されるよ
うになされており、動き補償回路９の出力は、減算回路
１及び加算回路７に各々供給されるようになされてい
る。

【００２２】まず、画像符号化装置１００では、符号化
方式として、例えば、ＭＰＥＧ２方式を適用している。
ＭＰＥＧ２方式は、上述したようなＭＰＥＧ方式を改良
した方式であり、大きな特徴として、蓄積メディアだけ
でなく、通信・放送メディアへの適用も考慮されている
こと、現行テレビジョンの品質以上の高品質画像を対象
とし、ＨＤＴＶ品質への拡張可能なこと、ＭＰＥＧ、
Ｈ．２６１と異なり、ノンインターレースだけでなく、
インターレース画像も扱える符号化を行うこと、分解能
（スケーラビリティ）を持つこと、ＭＰＥＧ２デコーダ
は、ＭＰＥＧのビットストリームもデコードできる、す
なわち下方互換性を備えていること等があげられる。Ｍ
ＰＥＧ２方式では、ピクチャにフレームを割り当てるこ
ともフィールドを割り当てることもできるようになされ
ている。

【００２３】上述のようなＭＰＥＧ２方式を適用した画
像符号化装置１００では、図２に示すように、Ｉフレー
ム（フレーム内符号化画像）とＰフレーム（全方向予測
画像）の距離が３フレームであり、ＩフレームとＰフレ
ームの間に２枚のＢ１，Ｂ２フレーム（双方向予測画
像）を持つ画面データを扱うものとする。

【００２４】このようなＩフレーム、Ｂ１，Ｂ２フレー
ム、及びＰフレームの符号化順序は、フレームの順番を
括弧内に示すと、Ｉ（１），Ｐ（４），Ｂ１（２），Ｂ２（３），Ｐ
（７），Ｂ１（５），Ｂ２（６），Ｐ（１０），・・・
・となる。このようにフレームの入れ替えが行われた状態
の映像信号が画像符号化装置１００に入力される。そし
て、画像符号化装置１００では、先ず、動き補償を行わ
ないＩ（１）フレームの符号化が行われる。

【００２５】すなわち、画像符号化装置１００に入力さ
れた映像信号であるＩ（１）フレームのデータは、減算
回路１を介してＤＣＴ回路２に供給されると共に、フレ
ームメモリ１０に保存される。このフレームメモリ１０
は、２フレーム分のメモリ容量を有するものである。

【００２６】ＤＣＴ回路２は、供給されたＩ（１）フレ
ームのデータに対して、１６×１６画素の２次元ＤＣＴ
変換処理を施す。これにより、Ｉ（１）フレームのデー
タは、空間軸上から周波数軸上のデータに変換され、そ
の結果得られたＤＣＴ係数は、量子化回路３に供給され
る。

【００２７】量子化回路３は、ＤＣＴ回路２で得られた
ＤＣＴ係数を任意の量子化ステップで量子化して可変長
符号化回路４及び逆量子化回路５に各々供給する。

【００２８】可変長符号化回路４は、量子化回路３から
の量子化データに可変長符号を割り当てて符号化データ
として出力する。

【００２９】また、逆量子化回路５は、量子化回路３で
用いられた量子化ステップで量子化回路３からの量子化
データを逆量子化することにより、ＤＣＴ係数に戻し、
逆ＤＣＴ回路６に供給する。

【００３０】逆ＤＣＴ回路６は、逆量子化回路５からの
ＤＣＴ係数に対して逆ＤＣＴ処理を施すことにより、空
間軸上のデータ、すなわちＩ（１）フレームの現データ
に戻し、加算回路７を介してフレームメモリ８に保存す
る。このフレームメモリ８もフレームメモリ１０と同様
に、２フレーム分のメモリ容量を有するものである。

【００３１】次に、Ｉ（１）フレームの次のフレームで
あるＰ（４）フレームの符号化を行う。

【００３２】画像符号化装置１００に入力されたＰ
（４）フレームのデータは、フレームメモリ１０に保存
されると共に、基準フレームのデータとして動きベクト
ル検出回路１１に供給される。

【００３３】動きベクトル検出回路１１は、フレームメ
モリ１０からサーチフレームとして上述したようにして
保存されたＩ（１）フレームのデータを読み出し、サー
チ範囲制御回路１１１の制御に基いて、フレームメモリ
１０から読み出したサーチフレーム内において、供給さ
れた基準フレームの１６×１６画素の大きさの基準ブロ
ックが任意のサーチ範囲内で最も良くマッチングするブ
ロックの位置を求め、求めた位置を動きベクトルとして
動き補償回路９、動きベクトル分布判断回路１２、及び
可変長符号化回路４に各々供給する。この時の基準フレ
ーム（Ｐ（４）フレーム）とサーチフレーム（Ｉ（１）
フレーム）の関係を上記図２に示す。上記図２におい
て、矢印の先がサーチフレーム（Ｉ（１）フレーム）を
示す。

【００３４】尚、サーチ範囲制御回路１１１、動きベク
トル分布判断回路１２、及び上記任意のサーチ範囲につ
いての詳細な説明は後述する。

【００３５】動き補償回路９は、フレームメモリ８に上
述したようにして保存されたＩ（１）フレームのデータ
において、動きベクトル検出回路１１からの動きベクト
ルに見合ったブロックデータを読み出し、Ｉ（１）フレ
ームに対して動き補償を行って減算回路２０１に供給す
る。

【００３６】減算回路１は、供給された基準フレーム
（Ｐ（４）フレーム）のデータと、動き補償回路９によ
り動き補償が施されたＩ（１）フレームのデータとの差
分、すなわちブロック同士のマッチングの残差を求め、
その残差データをＤＣＴ回路２と量子化回路３を介して
可変長符号化回路４に供給する。

【００３７】可変長符号化回路４は、減算回路１からの
残差データ及び動きベクトル検出回路１１からの動きベ
クトルに可変長符号を割り当てて符号化データとして出
力する。尚、この可変長符号化回路４の詳細な説明は後
述する。

【００３８】また、量子化回路３の出力、すなわちＤＣ
Ｔ変換され量子化された残差データは、逆量子化回路５
と逆ＤＣＴ回路６を介すことにより復号化されて加算回
路７に供給される。これと同時に、加算回路７には、動
き補償回路９により動き補償が施されたＩ（１）フレー
ムのデータが供給される。そして、加算回路７は、逆Ｄ
ＣＴ回路６からの複合化された残差データと、動き補償
回路９からのＩ（１）フレームのデータとを加算するこ
とにより、Ｐ（４）フレームの現データに戻し、そのＰ
（４）フレームの現データをフレームメモリ８に保存す
る。

【００３９】ここで、上述した可変長符号化回路４で
は、例えば、表１に示すような変換が動きベクトル検出
回路１１からの動きベクトルの値に応じて行われる。

【００４０】

【表１】

【００４１】すなわち、上記表１に示すように、動きベ
クトルの値（motion_code）が小さい方が符号長が短く
なるように、動きベクトル（motion_code）の値に対し
て符号（Variable length code）が割り当てられる。

【００４２】上記表１では、動きベクトルの値のサーチ
範囲が−１６〜＋１６の場合を示したが、例えば、動き
ベクトルの値のサーチ範囲を−１６〜＋１６よりも大き
く設定した場合には、動きベクトルの各値に割り当てる
符号長が増加する。このように、実際に取り得る動きベ
クトルの値に対して、不必要にサーチ範囲を大きく設定
してしまうと、その結果として、動きベクトルの符号化
情報が増大してしまう。

【００４３】そこで、本実施例では、動きベクトル分布
判断回路１２は、動きベクトル検出回路１１で得られた
動きベクトルの値の分布範囲を求める。そして、サーチ
範囲制御回路１１１は、動きベクトル分布判断回路１２
で求められた動きベクトルの値の分布範囲に基いて、動
きベクトル検出回路１１で動きベクトルを検出する際の
サーチ範囲を設定し、そのサーチ範囲で動きベクトルを
検出するように動きベクトル検出回路１１を制御する。

【００４４】図３は、動きベクトルの検出処理を示すフ
ローチャートである。以下、上記図３を用いて動きベク
トルの検出処理を説明する。

【００４５】先ず、初期状態においては、サーチ範囲制
御回路１１１は、サーチ範囲に初期値を設定し、最初の
フレームに対する動きベクトルの検出を初期値が設定さ
れたサーチ範囲で行うように動きベクトル検出回路１１
を制御する（ステップＳ３₁）。これにより、上述した
Ｐ（４）フレームの符号化時の動きベクトルの検出は、
初期値が設定されたサーチ範囲で行われることとなる。

【００４６】次に、動きベクトル検出回路１１は、サー
チ範囲制御回路１１１の制御に基いて、設定されたサー
チ範囲で動きベクトルを検出する（ステップＳ３₂）。

【００４７】次に、動きベクトル分布判断回路１２は、
動きベクトル検出回路１１で得られた動きベクトルの分
布範囲を求める（ステップＳ３₃）。

【００４８】そして、サーチ範囲制御回路１１１は、動
きベクトル分布判断回路１２で求められた動きベクトル
の分布範囲に基いて、次の動きベクトルの検出の際のサ
ーチ範囲を設定する（ステップＳ₄）。

【００４９】以降、ステップＳ３₂の処理に戻りステッ
プＳ３₂からの処理を繰り返し行う。

【００５０】図４は、上記図３に示した動きベクトルの
検出処理のフローチャートにおいて、動きベクトルのサ
ーチ範囲の設定処理を具体的に示したフローチャートで
ある。すなわち、上記図４に示したフローチャートにお
いて、ステップＳ４₁は、上記図３に示したステップＳ
３₃の具体的な処理であり、ステップＳ４₂〜ステップＳ
₅は、上記図３に示したステップＳ３₄の具体的な処理で
ある。以下、上記図４を用いて動きベクトルのサーチ範
囲の設定処理を説明する。

【００５１】先ず、動きベクトル分布判断回路１２は、
動きベクトル検出回路１１で得られた動きベクトルの分
布範囲を求める。すなわち、上記図２に示すように、動
きベクトルの水平方向の最大値Ｓｘ（＝Ｓｘ（ｍａ
ｘ））と最小値−Ｓｘ（＝Ｓｘ（ｍｉｎ））、及び動き
ベクトルの垂直方向の最大値Ｓｙ（＝Ｓｙ（ｍａｘ））
と最小値−Ｓｙ（＝Ｓｙ（ｍｉｎ））を求める（ステッ
プＳ４₁）。

【００５２】次に、サーチ範囲制御回路１１１は、動き
ベクトル分布判断回路１２で得られたＳｘ（ｍａｘ）、
Ｓｘ（ｍｉｎ）、Ｓｙ（ｍａｘ）、及びＳｙ（ｍｉｎ）
と、フレーム間隔の比率α（＝今回決定する動きベクト
ルの検出のサーチ間隔／現在の動きベクトルの分布を求
めた際のフレーム間隔）を持って、Ｓｘ（ｍａｘ）×α ・・・式１Ｓｘ（ｍｉｎ）×α ・・・式２Ｓｙ（ｍａｘ）×α ・・・式３Ｓｙ（ｍｉｎ）×α ・・・式４なる各演算式１〜４で得られた絶対値がしきい値Ｔｓよ
り大きい値であるか否かを判断する（ステップＳ
４₂）。

【００５３】演算式１〜４で得られた絶対値がしきい値
Ｔｓより大きい値であった場合、サーチ範囲制御回路１
１１は、サーチ範囲を水平方向Ｓｘ（ｍｉｎ）×α〜Ｓ
ｘ（ｍａｘ）×α、垂直方向Ｓｙ（ｍｉｎ）×α〜Ｓｙ
（ｍａｘ）×αに設定する。

【００５４】演算式１〜４で得られた絶対値がしきい値
Ｔｓより大きい値でなかった場合、サーチ範囲制御回路
１１１は、以下のようにしてサーチ範囲を設定する。

【００５５】すなわち、［ＡＢＳ（Ｓｘ（ｍｉｎ）×α）の最大値］＝＜２^m ・・・式５［ＡＢＳ（Ｓｘ（ｍａｘ）×α）の最大値］＝＜２^m ・・・式６［ＡＢＳ（Ｓｙ（ｍｉｎ）×α）の最大値］＝＜２ⁿ ・・・式７［ＡＢＳ（Ｓｙ（ｍａｘ）×α）の最大値］＝＜２ⁿ ・・・式８なる条件式５〜８を満たす最小のｍ，ｎの値を求める
（ステップＳ４₄）。

【００５６】そして、サーチ範囲を水平方向−２^m〜＋
２^m、垂直方向−２ⁿ〜＋２ⁿに設定する（ステップＳ
４₅）。

【００５７】上述のように、上記演算式１〜４で得られ
た絶対値がしきい値Ｔｓより大きい値であった場合に
は、サーチ範囲を水平方向−２^m〜＋２^m、垂直方向−２
ⁿ〜＋２ⁿに設定せずに、このサーチ範囲よりも小さいサ
ーチ範囲、すなわち水平方向Ｓｘ（ｍｉｎ）×α〜Ｓｘ
（ｍａｘ）×α、垂直方向Ｓｙ（ｍｉｎ）×α〜Ｓｙ
（ｍａｘ）×αに設定する。これにより、しきい値Ｔｓ
以上の残差データの大きい動きベクトルは、本来の動き
である可能性が低いため、評価から除かれることとな
る。このようにして、動きベクトルの値のばらつきを防
ぐことにより、動きベクトルの変化を滑らかにすること
ができ、残差データの値を小さくすることができる。し
たがって、動きベクトルの符号化発生情報を削減するこ
とができる。

【００５８】ここで、ＭＰＥＧ２方式では、上述したよ
うなサーチ範囲を示すｆ＿ｃｏｄｅを同時に伝送するこ
とにより、デコード時に元の動きベクトルを可変長符号
から得ることができるようになされている。表２は、サ
ーチ範囲とｆ＿ｃｏｄｅの対応表の一例を示したもので
ある。

【００５９】

【表２】

【００６０】上述のようにしてＰ（４）フレームの符号
化を行い、次に、Ｂ１（２）フレームの符号化を行う。

【００６１】画像符号化装置１００に入力されたＢ１
（２）フレームのデータは、フレームメモリ１０に保存
されると共に、基準フレームのデータとして動きベクト
ル検出回路１１に供給される。

【００６２】動きベクトル検出回路１１は、フレームメ
モリ１０からサーチフレームとして上述したようにして
保存されたＩ（１）フレーム及びＰ（４）フレームのデ
ータを読み出す。

【００６３】この時の基準フレーム（Ｂ１（２）フレー
ム）とサーチフレーム（Ｉ（１）フレーム、Ｐ（４）フ
レーム）の関係を図５に示す。

【００６４】ここで、上記図５に示すように、Ｂ１
（２）フレームとＩ（１）フレームのフレーム間隔は、
１フレームであるため、Ｂ１（２）フレームを基準にし
たＩ（１）フレーム内の動きベクトルのサーチ範囲は、
動きが滑らかである場合、上述したＰ（４）フレームの
符号化時の動きベクトルのサーチ範囲の１／３で十分で
ある。したがって、Ｐ（４）フレームの符号化時の動き
ベクトルのサーチ範囲を水平方向−Ｓｘ〜＋Ｓｘ、垂直
方向−Ｓｙ〜＋Ｓｙとした場合、サーチ範囲制御回路１
１１は、今回のサーチ範囲を水平方向−Ｓｘ／３〜＋Ｓ
ｘ／３、垂直方向−Ｓｙ／３〜＋Ｓｙ／３に設定し、こ
のサーチ範囲で動きベクトルを検出するように動きベク
トル検出回路１１を制御する。

【００６５】また、Ｂ１（２）フレームとＰ（４）フレ
ームのフレーム間隔は、２フレーム離れているため、サ
ーチ範囲制御回路１１１は、Ｂ１（２）フレームを基準
にしたＰ（４）フレーム内の動きベクトルのサーチ範囲
を水平方向−２Ｓｘ／３〜＋２Ｓｘ／３、垂直方向−２
Ｓｙ／３〜＋２Ｓｙ／３に設定し、このサーチ範囲で動
きベクトルを検出するように動きベクトル検出回路１１
を制御する。

【００６６】そして、動きベクトル検出回路１１は、サ
ーチ範囲制御回路１１１の制御により、設定されたサー
チ範囲でＢ１（２）フレームを基準にしたＩ（１）フレ
ーム内の動きベクトル、及びＢ１（２）フレームを基準
にしたＰ（４）フレーム内の動きベクトルを検出する。

【００６７】以降の処理については、上述したＰ（４）
フレームの符号化処理と同様であるため詳細な説明は省
略する。

【００６８】続いて、Ｂ２（３）フレームの符号化を行
う。

【００６９】この場合も上述したＢ１（２）フレームの
符号化処理と同様であり、図６に示すように、Ｂ２
（３）フレームとＩ（１）フレームのフレーム間隔は、
１フレームであるため、Ｂ２（３）フレームを基準にし
たＩ（１）フレーム内の動きベクトルのサーチ範囲は、
水平方向−Ｓｘ／３〜＋Ｓｘ／３、垂直方向−Ｓｙ／３
〜＋Ｓｙ／３に設定される。また、Ｂ２（３）フレーム
とＩ（１）フレームのフレーム間隔は、２フレーム離れ
ているため、Ｂ２（３）フレームを基準にしたＩ（１）
フレーム内の動きベクトルのサーチ範囲は、水平方向−
２Ｓｘ／３〜＋２Ｓｘ／３、垂直方向−２Ｓｙ／３〜＋
２Ｓｙ／３に設定される。

【００７０】上述のように、動きベクトルのサーチ範囲
を制限することにより、動きベクトル検出回路１１で検
出された動きベクトルを可変長符号化する際に、上記動
きベクトルに符号長が短い符号を割り当てることができ
る。また、各ブロックの動きベクトルの差分を求め、そ
の差分データを可変長符号化する際も、上記差分データ
に符号長が短い符号を割り当てることができると共に、
滑らかな動きベクトルの分布とすることができる。した
がって、動きベクトルの符号化発生情報を削減すること
ができる。

【００７１】尚、上述した動きベクトルのサーチ範囲を
以下のようにして決定してもよい。

【００７２】すなわち、先ず、Ｂ１（２）フレームを基
準にしたＩ（１）フレーム内の動きベクトルのサーチ範
囲を求める。そのサーチ範囲が、例えば、水平方向−Ｓ
ｘａ〜＋Ｓｘａ、垂直方向−Ｓｙａ〜＋Ｓｙａであった
場合、Ｂ２（３）フレームを基準にしたＩ（１）フレー
ム内の動きベクトルのサーチ範囲は、Ｂ２（３）フレー
ムとＩ（１）フレームのフレーム間隔がＢ１（２）フレ
ームとＩ（１）フレームのフレーム間隔に対して２倍と
なるため、水平方向−２Ｓｘａ〜＋２Ｓｘａ、垂直方向
−２Ｓｙａ〜＋２Ｓｙａとする。また、Ｂ１（２）フレ
ームを基準にしたＰ（４）フレーム内の動きベクトルの
サーチ範囲が水平方向−Ｓｘｂ〜＋Ｓｘｂ、垂直方向−
Ｓｙｂ〜＋Ｓｙｂであった場合、この場合も同様にし
て、Ｂ２（３）フレームを基準にしたＰ（４）フレーム
内の動きベクトルのサーチ範囲は、Ｂ１（２）フレーム
とＰ（４）フレームのフレーム間隔がＢ２（３）フレー
ムとＰ（４）フレームのフレーム間隔に対して１／２と
なるため、水平方向−Ｓｘｂ／２〜＋Ｓｘｂ／２、垂直
方向−Ｓｙｂ／２〜＋Ｓｙｂ／２とする。

【００７３】また、上述した実施例では、サーチ範囲を
制限して動きベクトルを検出することとしたが、サーチ
範囲を可変して動きベクトルを検出することとしてもよ
い。

【００７４】具体的に説明すると、例えば、１フレーム
間隔離れた動きベクトルのサーチ範囲を水平方向−Ｓｘ
〜＋Ｓｘ、垂直方向−Ｓｙ〜＋Ｓｙとし、Ｉ（０），Ｂ
（１），Ｂ（２），Ｐ（３）のフレームの符号化処理をＩ（０），Ｂ（１），Ｂ（２），Ｐ（３）のように時間順で行うとする。

【００７５】先ず、Ｂ（１）フレームを基準にしたＩ
（０）フレーム内の動きベクトルのサーチ範囲を上述し
たように水平方向−Ｓｘ〜＋Ｓｘ、垂直方向−Ｓｙ〜＋
Ｓｙとして動きベクトルを検出する。

【００７６】ここで、従来では、Ｂ（２）フレームとＩ
（０）フレームのフレーム間隔は、２フレームであるこ
とから、Ｂ（２）フレームを基準にしたＩ（０）フレー
ム内の動きベクトルのサーチ範囲は、２倍のサーチ範
囲、すなわち水平方向−２Ｓｘ〜＋２Ｓｘ、垂直方向−
２Ｓｙ〜＋２Ｓｙとなるが、ここでは、動きベクトルの
分布範囲が水平方向−Ａｘ〜＋Ｂｘ、垂直方向−Ａｙ〜
＋Ｂｙの場合には、Ｂ（２）フレームを基準にしたＩ
（０）フレーム内の動きベクトルのサーチ範囲を水平方
向−（Ａｘ＋Ｓｘ）〜＋（Ｂｘ＋Ｓｘ）、垂直方向−
（Ａｙ＋Ｓｙ）〜＋（Ｂｙ＋Ｓｙ）に設定する。

【００７７】例えば、Ｂ（１）フレームからＩ（０）フ
レームで全く動きがない場合、動きベクトルの分布範囲
は、ほぼ（０，０）に集中し、Ａｘ、Ｂｘ、Ａｙ、Ｂｙ
の値は、各々ほぼゼロとなる。したがって、この場合に
は、Ｂ（１）フレームを基準にしたＩ（０）フレームの
動きベクトルのサーチ範囲を１フレーム間隔の場合の動
きベクトルのサーチ範囲と同様に、水平方向−Ｓｘ〜＋
Ｓｘ、垂直方向−Ｓｙ〜＋Ｓｙに設定する。

【００７８】一方、Ｂ（１）フレームからＩ（０）フレ
ームで動きが大きく、その動きベクトルの分布範囲が１
フレーム間隔の場合のサーチ範囲（水平方向−Ｓｘ〜＋
Ｓｘ、垂直方向−Ｓｙ〜＋Ｓｙ）と同様である場合に
は、Ｂ（１）フレームを基準にしたＩ（０）フレームの
動きベクトルのサーチ範囲を、最大のサーチ範囲である
水平方向−２Ｓｘ〜＋２Ｓｘ、垂直方向−２Ｓｙ〜＋２
Ｓｙに設定する。

【００７９】上述のように、適応的にサーチ範囲を可変
することにより、不必要なサーチを抑えることができ、
本来の動きベクトルを検出することができる。したがっ
て、動きベクトルの符号化発生情報を削減することがで
きる。

【００８０】つぎに、本発明に係る画像符号化データの
記録装置は、図７に示すようなディスク媒体１２０へ画
像符号化データを記録する記録装置に適応される。

【００８１】この記録装置は、上記図１に示した画像符
号化装置１００と、記録用変調回路１１０とを備えてい
る。

【００８２】尚、上記図７に示した記録装置において、
上記図１に示した画像符号化装置１００と同じ動作を示
す箇所には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。上記記録装置では、上述のようにして動きベクトル
の符号化発生情報が削減された符号化データが記録用変
調回路１１０を介しディスク媒体１２０に記録される。
これにより、ディスク媒体１２０に記録されたデータを
再生して得られた再生画像を高品質なものとすることが
できる。

【００８３】

【発明の効果】本発明に係る画像符号化方法では、１フ
レーム分の入力映像信号の動きベクトルを前フレームの
映像信号を用いて検出し、検出した１フレーム分の入力
映像信号の動きベクトルの分布範囲を検出する。また、
検出した動きベクトルの分布範囲に基いて、動きベクト
ルのサーチ範囲を予測して設定する。そして、次の動き
ベクトルの検出時には、設定したサーチ範囲で入力映像
信号の動きベクトルを検出する。これにより、検出した
動きベクトルを可変長符号化する際に、上記動きベクト
ルに符号長が短い符号を割り当てることができる。ま
た、各ブロックの動きベクトルの差分を求め、その差分
データを可変長符号化する際も、上記差分データに符号
長が短い符号を割り当てることができると共に、滑らか
な動きベクトルの分布とすることができる。したがっ
て、動きベクトルの符号化発生情報を削減することがで
きる。また、このようにして符号化されたデータを再生
した場合に得られる画像を高品質なものとすることがで
きる。

【００８４】本発明に係る画像符号化装置では、動きベ
クトル検出手段は、１フレーム分の入力映像信号の動き
ベクトルを前フレームの映像信号を用いて検出する。分
布検出手段は、上記動きベクトル検出手段で得られた動
きベクトルの分布範囲を検出する。制御手段は、上記分
布検出手段で得られた動きベクトルの分布範囲情報に基
いて、上記動きベクトル検出手段における映像信号の動
きベクトルのサーチ範囲を予測して上記動きベクトル検
出手段に対して動きベクトルのサーチ範囲を設定する。
そして、上記動きベクトル検出手段は、次の動きベクト
ル検出時には、上記制御手段により設定されたサーチ範
囲で入力映像信号の動きベクトルを検出する。これによ
り、検出した動きベクトルを可変長符号化する際に、上
記動きベクトルに符号長が短い符号を割り当てることが
できる。また、各ブロックの動きベクトルの差分を求
め、その差分データを可変長符号化する際も、上記差分
データに符号長が短い符号を割り当てることができると
共に、滑らかな動きベクトルの分布とすることができ
る。したがって、動きベクトルの符号化発生情報を削減
することができる。また、このようにして符号化された
データを再生した場合に得られる画像を高品質なものと
することができる。

【００８５】本発明に係る画像符号化データの記録装置
では、画像圧縮符号化手段において、動きベクトル検出
手段は、１フレーム分の入力映像信号の動きベクトルを
前フレームの映像信号を用いて検出する。分布検出手段
は、上記動きベクトル検出手段で得られた動きベクトル
の分布範囲を検出する。制御手段は、上記分布検出手段
で得られた動きベクトルの分布範囲情報に基いて、上記
動きベクトル検出手段における映像信号の動きベクトル
のサーチ範囲を予測して上記動きベクトル検出手段に対
して動きベクトルのサーチ範囲を設定する。そして、上
記動きベクトル検出手段は、次の動きベクトル検出時に
は、上記制御手段により設定されたサーチ範囲で入力映
像信号の動きベクトルを検出する。これにより、検出し
た動きベクトルを可変長符号化する際に、上記動きベク
トルに符号長が短い符号を割り当てることができる。ま
た、各ブロックの動きベクトルの差分を求め、その差分
データを可変長符号化する際も、上記差分データに符号
長が短い符号を割り当てることができると共に、滑らか
な動きベクトルの分布とすることができる。したがっ
て、動きベクトルの符号化発生情報を削減することがで
きる。また、このようにして符号化されたデータを上記
画像符号化データの記録装置により記録された記録媒体
に対して再生処理を行うことにより得られた画像を高品
質なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像符号化方法を実施するための
画像符号化装置の構成を示すブロック図である。

【図２】Ｐフレームの符号化時の各フレームとの関係を
説明するための図である。

【図３】動きベクトル検出処理を示すフローチャートで
ある。

【図４】サーチ範囲設定処理を示すフローチャートであ
る。

【図５】Ｂ１フレームの符号化時の各フレームとの関係
を説明するための図である。

【図６】Ｂ２フレームの符号化時の各フレームとの関係
を説明するための図である。

【図７】本発明に係る画像符号化データの記録装置を適
応したディスク媒体への記録装置を示すブロック図であ
る。

【図８】従来の画像符号化装置の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１・・・減算回路２・・・ＤＣＴ回路３・・・量子化回路４・・・可変長符号化回路５・・・逆量子化回路６・・・逆ＤＣＴ回路７・・・加算回路８・・・フレームメモリ９・・・動き補償回路１０・・・フレームメモリ１１・・・動きベクトル検出回路１２・・・動きベクトル分布判断回路１００・・・画像符号化装置１１１・・・サーチ範囲制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１フレーム分の入力映像信号の動きベク
トルを前フレームの映像信号を用いて検出し、検出した
動きベクトルに基いて、上記前フレームの映像信号に対
して動き補償して圧縮符号化処理を行う画像符号化方法
であって、１フレーム分の入力映像信号の動きベクトルの分布範囲
を検出し、検出した動きベクトルの分布範囲に基いて動きベクトル
のサーチ範囲を予測して設定し、設定したサーチ範囲で入力映像信号の動きベクトルを検
出することを特徴とする画像符号化方法。
【請求項２】動きベクトル検出手段により１フレーム
分の入力映像信号の動きベクトルを前フレームの映像信
号を用いて検出し、上記動きベクトル検出手段で得られ
た動きベクトルに基いて、上記前フレームの映像信号に
対して動き補償して圧縮符号化処理を行う画像符号化装
置であって、上記動きベクトル検出手段で得られた動きベクトルの分
布範囲を検出する分布検出手段と、上記分布検出手段で得られた動きベクトルの分布範囲情
報に基いて上記動きベクトル検出手段における動きベク
トルのサーチ範囲を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記動きベクトル検出手段における映
像信号の動きベクトルのサーチ範囲を予測して上記動き
ベクトル検出手段に対して動きベクトルのサーチ範囲を
設定し、上記動きベクトル検出手段は、上記制御手段により設定
されたサーチ範囲で入力映像信号の動きベクトルを検出
することを特徴とする画像符号化装置。
【請求項３】画像圧縮符号化手段により１フレーム分
の入力映像信号の動きベクトルを前フレームの映像信号
を用いて検出し、検出した動きベクトルに基いて、上記
前フレームの映像信号に対して動き補償して圧縮符号化
処理を行い、上記画像圧縮符号化手段で得られた画像符
号化データを記録媒体に記録する画像符号化データの記
録装置であって、上記画像圧縮符号化手段は、上記動きベクトルを検出す
る動きベクトル検出手段と、上記動きベクトル検出手段
で得られた動きベクトルの分布範囲を検出する分布検出
手段と、上記分布検出手段で得られた動きベクトルの分
布範囲情報に基いて上記動きベクトル検出手段における
動きベクトルのサーチ範囲を制御する制御手段とを備
え、上記制御手段は、上記動きベクトル検出手段における映
像信号の動きベクトルのサーチ範囲を予測して上記動き
ベクトル検出手段に対して動きベクトルのサーチ範囲を
設定し、上記動きベクトル検出手段は、上記制御手段により設定
されたサーチ範囲で入力映像信号の動きベクトルを検出
することを特徴とする画像符号化データの記録装置。