(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージ符号化システムで用いられ、二方向性の予測フレーム（Ｂフレーム）（２００）の入力ディジタルビデオ信号に対する予測済みのフレーム信号を、該Ｂフレームの２つの隣なるフレームに基づいて与える装置であって、該Ｂフレーム（２００）は第１セットの探索ブロック（Ｓ１−Ｓ２５）を有し、かつ該入力ディジタルビデオ信号は複数のフレームを備える動き補償装置であって、
前記Ｂフレーム（２００）を、第２セットの探索ブロックを有する変換されたＢフレーム（３００）に変換する手段であって、前記Ｂフレーム（２００）及び前記変換されたＢフレーム（３００）はオーバラップ領域を有し、前記変換されたＢフレーム（３００）の前記第２セットの探索ブロックは、前記第１セットの探索ブロック（Ｓ１−Ｓ２５）とは異なり、かつ前記変換されたＢフレーム（３００）が前記Ｂフレームに部分的にのみオーバーラップするように配置されている、該変換手段と、
前記Ｂフレーム（２００）と前記Ｂフレーム（２００）の第１隣接フレームとの間の変位を表す第１変位ベクトルを推定し、かつその推定された第１変位ベクトルに基づいて前記Ｂフレーム（２００）に対する第１の予測済みのフレーム信号を与える第１予測手段（１５１ａ，ｂ）と、
前記変換されたＢフレーム（３００）と前記変換されたＢフレーム（３００）の第２隣接フレームとの間の変位を表す第２変位ベクトルを推定し、かつその推定された第２変位ベクトルに基づいて、前記変換されたＢフレーム（３００）に対する第２の予測済みのフレーム信号を与える第２予測手段（１５３ｃ，ｄ）と、
前記オーバラップ領域に対応するエリアに位置した複数の画素位置について、前記画素位置のそれぞれにおいて同一の画素位置に対する前記第１及び第２の予測済みのフレーム信号の画素値を平均化することによって、第３の予測済みのフレーム信号を発生する第３予測手段（１５６）と、
制御信号（ＳＣ４）に応答して、非オーバラップ領域に対応するエリアに位置した複数の画素位置における前記第１予測済みのフレーム信号か、または前記オーバラップ領域に対応するエリアに位置した複数の画素位置における第３の予測済みのフレーム信号の何れかを選択する選択手段とを有することを特徴とする動き補償装置。
【請求項２】
前記第１及び第２探索ブロックは、各々Ｈ×Ｖと（Ｈ−１）×（Ｖ−１）個のブロックとからなり、かつ該第１及び第２探索ブロックは同一の大きさのブロックを有し、互いに異なる位置に置かれており、該Ｈ及びＶは正の整数であることを特徴とする請求項１に記載の動き補償装置。
【請求項３】
二方向性の予測フレーム（Ｂフレーム）の入力ディジタルビデオ信号に対する予測済みのフレーム信号を、該Ｂフレームの２つの隣接するフレームに基づいて符号化するイメージ符号化システムであって、該Ｂフレームは第１セットの探索ブロック（Ｓ１−Ｓ２５）を有し、かつ該入力ディジタルビデオ信号は複数のフレームを備えるイメージ符号化システムであって、
請求項１若しくは２に記載の動き補償装置と、
対応する前記入力ディジタルビデオ信号から第１及び第３の予測フレーム信号中の何れか１つを減算して差分信号を与えると共に、該差分信号と推定された変位ベクトルとを符号化することによって、符号化済みのディジタルビデオ信号を与える手段（１０２，１０５，１０７）とを有することを特徴とするイメージ符号化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はイメージ符号化システムで用いる動き補償装置に関し、とくに、ブロック構成変換技法を用いることによって、二方向性の予測フレーム(Ｂフレーム)の入力ディジタルビデオ信号に対する予測済みのフレーム信号を与えるための改善された動き補償装置及びイメージ符号化システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ディジタル化されたビデオ信号の伝送は、アナログ信号の伝送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た際に、より詳細には、高精細度テレビジョンの場合において、大量のデータが発生される。しかし、通常の伝送チャネルの利用可能な周波数帯域幅は制限されているため、その帯域を通じてデータを伝送するためには、大量のディジタルデータを圧縮するか、または減少しなければならないことが必要となる。多様なビデオ圧縮技法中、時間的かつ空間的な圧縮技法と共に統計的符号化技法などを組み合わせる、いわゆる、ハイブリッド符号化技法（ｈｙｂｒｉｄ  ｃｏｄｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）が最も効果的であることが知られている。
【０００３】
大部分のハイブリッド符号化技法などは、適応的インタ／イントラモード符号化（ｉｎｔｅｒ／ｉｎｔｒａ  ｍｏｄｅ  ｃｏｄｉｎｇ）、直交変換、変換係数の量子化及び可変長さ符号化（ＶＬＣ）を採用する。この適応的インタ／イントラモード符号化は、現フレームのパルス符号変調（ＰＣＭ）または差分パルス符号変調（ＤＰＣＭ）からの２つのビデオ信号のうち何れか１つをビデオ信号の分散値に基づいて適応的に選択する方法である。インタモード符号化は、予測方法としてもよく知られており、この符号化法は複数の隣接するフレームの間の冗長度を低減することを目的とするものであって、現フレームとその１つ以上の隣接フレームとの間の物体の動きを決定すると共に、物体の動きの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されたフレームとの間の差を表すエラー信号を与えるための方法である。かかる符号化方法は、例えば、Ｓｔａｆｆａｎ  Ｅｒｉｃｓｓｏｎの「ハイブリッド予測／変換符号化のための固定及び適応予測器（Ｆｉｘｅｄ  ａｎｄ  Ａｄａｐｔｅｄ  Ｐｒｅｄｉｃｔｏｒｓ  ｆｏｒＨｙｂｒｉｄ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｃｏｄｉｎｇ）」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３３，Ｎｏ．１２（１９８５年１２月）と、またＮｉｎｏｍｉｙａとＯｈｔｓｕｋａの「テレビジョン画面などのための動き補償されたインタフレーム符号化方法（Ａ  Ｍｏｔｉｏｎ−Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）」，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３０，Ｎｏ．１（１９８２年１月）とに開示されており、本願に参考文献としてともに引用されている。
【０００４】
また、直交変換は、現フレームのパルス符号変調データあるいは動き補償されたＤＰＣＭデータのようなイメージデータ間の空間的相関関係を用いて、その間において空間的冗長度を低減または除去する方法であって、ディジタルイメージデータの１つのブロックを変換係数の１つのセットに変換する。かかる方法は、ＣｈｅｎとＰｒａｔｔの「画像適応的符号化器（Ｓｃｅｎｅ  ＡｄａｐｔｉｖｅＣｏｄｅｒ）」，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−３２，Ｎｏ．３（１９８４年３月）に開示されている。そのような変換係数データは、量子化、ジグザグ走査、及び可変長さ符号化にて処理することによって、伝送されるべき大量のデータを効果的に圧縮しうる。
【０００５】
より詳しくは、動き補償ＤＰＣＭにおいて、現フレームデータは現フレームと１つ以上の基準フレームとの間の動きの推定に基づいて、現フレームに対応する１つ以上の隣接する基準フレームから予測される。このように推定された動きは、基準フレームと現フレームとの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うる。
【０００６】
ビデオシーケンスにおいて、物体の変位を推定するために幾つかの方法が提案されてきた。一般に、次の２つの形態に分類しうる。即ち、画素繰り返しアルゴリズムとブロックマッチングアルゴリズムである（例えば、Ｊ．Ｒ．Ｊａｉｎらの「インタフレームイメージ符号化における変位測定とその応用（Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）」，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＣＯＭ−２９，Ｎｏ．１２（１９８１年１２月）参照）。
【０００７】
より広く用いられている、ブロックマッチングアルゴリズムによれば、１つの現フレームは複数の探索ブロックに分けられている。１つの探索ブロックの大きさは、典型的に８×８と３２×３２画素の間の値を有する。現フレームにおける１つの探索ブロックに対する動きベクトルを特定するために、現フレームの探索ブロックと同一の大きさの複数の候補ブロックの各々との間の類似度計算が行われるが、該候補ブロックの各々は基準フレーム内における、一般により大きい探索領域に含まれている。現フレームの探索ブロックと探索領域内における各候補ブロックとの間の類似度を測定するために、平均絶対誤差あるいは平均二乗誤差（ＭＳＥ）のような誤差関数が用いられる。定義によれば、動きベクトルは探索ブロックと最小の誤差関数をもたらす候補ブロックとの間の変位を表す。
【０００８】
かかるブロックマッチング技法は、ＩＳＯ／ＩＥＣＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１，「Ｐａｒｔ２，ビデオ提案（Ｖｉｄｅｏ  Ｐｒｏｐｏｓａｌ）」、ＣＤ−１１１７２−３（１９９１）に説明された、いわゆる、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇｐｉｃｔｕｒｅｓ  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ）−ビデオアルゴリズム）に開示されたビデオシーケンスに含まれたＰフレームとＢフレームなどを予測するのに用いられる。ここでＰフレームあるいは予測フレームはその前の基準フレームから予測された予測済みのフレームを表わし、Ｂフレームあるいは二方向性の予測フレームは、その前の基準フレームと将来の基準フレームから予測されたフレームを表す。より詳しくは、いわゆるＢフレームを符号化する場合において、二方向性の動き推定技法は、前方及び後方の動きベクトルを求めるために用いられる。ここで前方の動きベクトルはＢフレームとその前のイントラ（Ｉｎｔｒａ：Ｉ）フレームまたは予測（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ：Ｐ）フレームのと間の物体の動きを推定することによって得られ、かつ後方の動きベクトルはＢフレームとその将来のＩフレームあるいはＰフレームに基づいて決定される。かかる技法は、動き推定のために過去、及び将来の基準フレームが用いられるので高い圧縮率を与えることが知られている。
【０００９】
しかし、同一の探索ブロック構成がＢフレームの前方の動き及び後方の動きを推定するために用いられるので、そのような動き推定技法を用いる通常的な動き補償装置は、あるブロックの境界面でブロッキング現像をもたらして画質を低下させることがある。
【００１０】
【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イメージ符号化システムで用いる装置であって、ブロック構成変換技法を用いて、二方向性の予測フレームの入力ディジタルビデオ信号に対する予測済みのフレーム信号を提供することによって、全体の画質を向上させる動き補償装置を提供するにある。
【００１１】
【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、本発明のある実施態様によれば、イメージ符号化システムで用いられ、二方向性の予測フレーム（Ｂフレーム）の入力ディジタルビデオ信号に対する予測済みのフレーム信号を、該Ｂフレームの二つの隣なるフレームに基づいて与える装置であって、該Ｂフレームは第１セットの探索ブロックを有し、かつ該入力ディジタルビデオ信号は複数のフレームを備える動き補償装置であって、前記Ｂフレームを第２セットの探索ブロックを有する、変換されたフレームに変換する手段であって、該Ｂフレーム及び変換されたフレームはオーバラップ領域を有する該変換手段と、前記Ｂフレームと前記Ｂフレームの第１隣接フレームとの間の変位を表す第１変位ベクトルを推定し、かつその推定された第１変位ベクトルに基づいて前記Ｂフレームに対する第１の予測済みのフレーム信号を与える第１予測手段と、前記変換されたフレームと前記変換されたフレームの第２の隣接フレームとの間の変位を表す第２変位ベクトルを推定し、かつその推定された第２変位ベクトルに基づいて、前記変換されたフレームに対する第２の予測済みのフレーム信号を与える第２予測手段と、前記オーバラップ領域に対応するエリアに位置した前記第１及び第２の予測済みのフレーム信号を平均化することによって、第３の予測済みのフレーム信号を発生する第３予測手段と、前記第１及び第３の予測済みのフレーム信号のフレームタイプに対応する制御信号に応答して、前記第１の予測済みのフレーム信号または第３の予測済みのフレーム信号を選択的に発生する選択手段とからなることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の他の実施態様によれば、二方向性の予測フレーム（Ｂフレーム）の入力ディジタルビデオ信号に対する予測済みのフレーム信号を、該Ｂフレームの２つの隣接するフレームに基づいて符号化するイメージ符号化システムであって、該Ｂフレームは第１セットの探索ブロックを有し、かつ該入力ディジタルビデオ信号は複数のフレームを備えるイメージ符号化システムであって、前記Ｂフレームを第２セットの探索ブロックを有する、変換されたフレームに変換する手段であって、該Ｂフレーム及び変換されたフレームはオーバラップ領域を有する該変換手段と、前記Ｂフレームと前記Ｂフレームの第１の隣接フレームとの間の変位を表す第１変位ベクトルを推定し、かつその推定された第１変位ベクトルに基づいて前記Ｂフレームに対する第１の予測済みのフレーム信号を与える第１予測手段と、前記変換されたフレームと前記変換されたフレームの第２の隣接フレームとの間の変位を表す第２変位ベクトルを推定し、かつその推定された第２変位ベクトルに基づいて、前記変換されたフレームに対する第２の予測フレーム信号を与える第２予測手段と、前記オーバラップ領域に対応するエリアに位置した前記第１及び第２の予測済みのフレーム信号を平均化することによって、第３の予測済みのフレーム信号を発生する第３予測手段と、前記第１及び第３の予測済みのフレーム信号のフレームタイプに対応する制御信号に応答して、前記第１の予測済みのフレーム信号または第３の予測済みのフレーム信号を選択的に発生する選択手段と、対応する入力ディジタルビデオ信号から第１及び第３の予測フレーム信号うちの何れか１つを減算して差分信号を与えると共に、該差分信号と推定された変位ベクトルとを符号化することによって、符号化済みのディジタルビデオ信号を与える手段とからなることを特徴としている。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の動き補償装置とこれに用いるイメージ符号化システムについて以下図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１４】
図１には、本発明の動き補償デバイス１５０を用いるイメージ符号化システムのブロック図が示されている。
【００１５】
イメージ符号化システムはフレーム再配列回路１０１、減算器１０２、イメージ信号符号化器１０５、イメージ信号復号化器１１３、加算器１１５、切り換え回路１１８、フレームメモリデバイス１２０、エントロピー符号化器１０７及び動き補償デバイス１５０からなる。
【００１６】
最初、入力ディジタルビデオ信号は、フレーム再配列回路１０１へ加えられる。この入力ディジタルビデオ信号は複数のピクチャ群からなるり、各ピクチャ群は複数のフレーム（またはピクチャ）を有し、前記において各群はＩ１、Ｂ１、Ｐ１、Ｂ２、Ｐ２、Ｂ３、Ｐ３、Ｂ４、Ｐ４の順で一連の複数のフレーム、即ち、１つのイントラフレーム（Ｉフレーム）Ｉ１と、４つの二方向性の予測フレーム（Ｂフレーム）Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びＢ４と、４つの予測フレーム（Ｐフレーム）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４とからなる。フレーム再配列回路１０１は、Ｂフレームに対する予測済みのフレーム信号を求めるために、その入力ビデオシーケンスを例えば、Ｉ１、Ｐ１、Ｂ１、Ｐ２、Ｂ２、Ｐ３、Ｂ３、Ｐ４及びＢ４の再列されたシーケンスに変換する働きをする。その後、その再配列されたディジタルビデオ信号は、減算器１０２と動き補償デバイス１５０へ与えられる。
【００１７】
本発明の動き補償デバイス１５０は、ＰフレームとＢフレームに対する動きベクトルを推定し、かつそのＰフレームとＢフレームに対する予測済みのフレーム信号を推定された動きベクトルを用いることによって特定する。その動きベクトルと予測済みのフレーム信号は、エントロピー符号化器１０７、減算器１０２及び加算器１１５へ各々与えられる。Ｂフレームに対する動きベクトルの推定と予測済みのフレーム信号の特定は、図２、図３Ａ、及び図３Ｂを参照して以降で詳細に説明されるように、本発明による新規なブロック構成変換技法を用いることによって行われる。
【００１８】
続いて、減算器１０２にて、動き補償デバイス１５０からの予測済みのフレーム信号は、フレーム再配列回路１０１からの対応する現フレーム信号から減算される。また、その結果データとして、即ち、差分画素値を表すエラー信号は、イメージ信号符号化器１０５へ供給され、該エラー信号は、例えば、離散的コサイン変換（ＤＣＴ）と公知の量子化技法のうち何れか１つを用いて、量子化済みの変換係数の複数のセットにブロック単位で符号化される。そののち、量子化済みの変換係数は、次のような２つの信号経路を通じて伝送される。即ち、量子化済みの変換係数は第１信号経路を通じてエントロピー符号化器１０７へ伝送されて、例えば、ランレングス符号化と可変長さ符号化との組み合わせを用いて、動き補償デバイス１５０からの動きベクトルとともに符号化されて、その伝送のために伝送機（図示せず）へ与えられる。一方、量子化済みの変換係数は第２信号経路を通じてイメージ信号復号化器１１３へ与えられて、逆量子化と逆離散的コサイン変換を用いて再構成されたエラー信号に再変換される。かかるエラー信号の再構成は符号化器にとって対応する受信機における復号化器の動作状態を追跡して、符号化器で再構成された信号が復号化器で再構成された信号からずれの発生を防止するための信号処理過程である。
【００１９】
イメージ信号復号化器１１３からの再構成済みのエラー信号と動き補償デバイス１５０からの予測済みのフレーム信号とは、加算器１１５で組み合わせられて、一つの再構成済みのフレーム信号が切り換え回路１１８へ供給される。加算器１１５とフレームメモリデバイス１２０との間の結合は、イメージ符号化システム内に組み込まれたシステム制御器（図示せず）から与えられた制御信号、例えば、ＳＣ１に応答して、切り換え回路１１８により制御される。ここで、該制御信号ＳＣ１は加算器１１５からの再構成済みのフレーム信号のフレームタイプに対応する信号を表す。即ち、切り換え回路１１８の切り換え動作を通じて、ＩフレームとＰフレームに対する再構成済みのフレーム信号は、フレームメモリデバイス１２０に入力されて格納される。一方では、Ｂフレームに対する再構成済みのフレーム信号は、フレームメモリデバイス１２０から分離される。なぜならば、Ｂフレームはその予測のための基準信号として用いられないためである。フレームメモリデバイス１２０、例えば、直列に連結された２つのフレームメモリ１２１及び１２２を含む。即ち、加算器１１５からの再構成済みのフレーム信号は、最初に第１フレームメモリ１２１に格納された後、もし加算器１１５から次の再構成済みのフレーム信号が第１フレームメモリ１２１へ印加されれば、ラインＬ１０を通じて動き補償デバイス１５０へ与えられる同時に、第２フレームメモリ１２２へもフレーム単位でシフトされる。かかる処理は、イメージ符号化システムの動作が行われる間繰り返して行われる。
【００２０】
図２には、図１に示された動き補償デバイス１５０の詳細なブロック図が示されている。この動き補償デバイス１５０は切り換え回路１５２、第１及び第２動き補償ユニット１５１及び１５３、共通予測信号発生器１５６及びセレクタ１５８からなる。ここで、第１動き補償ユニット１５１は動き推定器１５１ａ、動き補償器１５１ｂを備え、かつ第２動き補償ユニット１５３は切り換え回路１５３ａ、ブロック構成変換回路１５３ｂ、動き推定器１５３ｃ及び動き補償器１５３ｄを備える。第１動き補償ユニット１５１は、ＰフレームとＢフレームに対する前方への予測済みのフレーム信号を提供する反面、第２動き補償ユニット１５３は、Ｂフレームに対する後方への予測済みのフレーム信号のみを発生する働きをする。
【００２１】
フレーム再配列回路１０１からのビデオ信号が、Ｉフレーム信号（例えば、Ｉ１フレーム信号）の場合、切り換え回路１５２はシステム制御器からの制御信号ＳＣ２に応答して開放され、よって、Ｉフレームの動き補償は動き補償デバイス１５０で行われない。
【００２２】
もし、動き補償デバイス１５０への入力が再配列されたビデオシーケンス内におけるＰフレーム信号のうちの１つ、例えば、Ｐ１フレーム信号の場合、切り換え回路１５２は短絡され、切り換え回路１５３ａは、Ｐ１フレーム信号が第１動き補償ユニット１５１のみへ供給されるように開放されるが、この切り換え回路１５３ａは、システムコントローラからの制御信号ＳＣ３により制御される。動き推定器１５１ａは、Ｐ１フレームに含まれた探索ブロックの各々に対して動きベクトルを求める通常のブロックマッチング技法を用いて、Ｐ１フレームとその前基準フレーム、例えば、Ｉ１フレームとの間に、入力Ｐフレーム、例えば、Ｐ１フレームの動き推定を行い、該前基準フレームは図１に示された第２フレームメモリ１２２に格納されている。Ｐ１フレームに含まれた探索ブロックの各々に対して動きベクトルを求める通常のブロックマッチング技法を用いて。そののち、その動きベクトル信号は動き補償器１５１ｂと図１のエントロピー符号化器１０７へ供給される。その動き補償器１５１ｂは動き推定器１５１ａからの動きベクトル信号に応答して、第２フレームメモリ１２２からのＩ１フレームデータをラインＬ１１を通じて選択的に取り出し、Ｐ１フレームに対する予測済みのフレーム信号を減算器１０２と加算器１１５へ出力する。
【００２３】
切り換え回路１５２への入力信号が、複数のＢフレーム信号のうちの１つ、例えば、Ｂ１フレーム信号である場合、切り換え回路１５２及び１５３ａは短絡されて、かつ入力信号であるＢ１フレーム信号は第１及び第２動き補償ユニット１５１及び１５３に同時に供給される。Ｂ１フレームに対する前方への予測済みのフレーム信号は、Ｐ１フレームの場合において説明された方法と同様な方法によって第１動き補償ユニット１５１により決定される。即ち、Ｂ１フレーム内の各探索ブロックに対する前方への動きベクトルは、Ｂ１フレームとその前方基準フレーム（例えば、Ｉ１フレーム）の間でＢ１フレームの動き推定を行うことによって、特定される。その後、その特定された動きベクトルは動き補償器１５１ｂへ与えられるが、その動き補償器１５１ｂは動きベクトルに対応するＩ１フレームデータをラインＬ１１を通じて取り出して、Ｂ１フレームに対する前方への予測済みのフレーム信号をセレクタ１５８と共通予測信号発生器１５６へ出力する。
【００２４】
一方では、Ｂ１フレームに対する後方への予測済みのフレーム信号は、本発明によるブロック構成変換技法を用いることによって第２動き補償ユニット１５３から得られる。より詳しくは、そのブロック構成変換回路１５３ｂにおいて、フレーム再配列回路１０１からのＨ×Ｖ個の同一の大きさを有する探索ブロックになった入力Ｂ１フレームは、新しいフレーム構成、即ち（Ｈ−ｈ）×（Ｖ−ｖ）個の同一大きさを有する再構成された探索ブロックを有する変換されたＢ１フレームに変換され、該Ｈ、Ｖ、ｈ及びｖは正の整数であり、かつｈ及びｖは各々Ｈ及びＶより小さい。ここで、入力Ｂ１フレームの探索ブロックと新しいフレーム構成のうちの再構成済みの探索ブロックとは、同一の大きさを有し、再構成済みの探索ブロックのうち入力Ｂ１フレームの探索ブロック上で正確にオーバラップされたものは一つもない。例えば、新しいフレーム構成が（Ｈー１）×（Ｖ−１）個の探索ブロックを含む場合、Ｂ１フレームと新しいフレーム構成との間のオフセットは、水平及び垂直方向で１画素と等しいかまたは１画素より大きく、かつ１ブロックの大きさより小さい。
【００２５】
即ち、図３Ａにおいて、符号２００として概略表示されたＢ１フレームが、例えば、５×５個の探索ブロック（即ち、Ｓ１ないしＳ２５）を有する場合、その探索ブロックの各々は、Ｒ×Ｃ個の画素からなり、該ＲとＣは正の整数である。よって、そのＢ１フレームは、ブロック構成変換回路１５３ｂにて図３Ｂに示されたように、例えば、Ｂ１フレーム２００に含まれた各探索ブロックの大きさと同一の大きさを有する４×４個の探索ブロックとして表現される変換された（破線で表わされた）Ｂ１フレーム３００に変換される。
【００２６】
本発明の好ましい実施例において、Ｂ１フレームと変換されたＢ１フレームとの間におけるオフセットは、水平及び垂直方向で探索ブロックの半分ほどになることが好ましい。
【００２７】
動き推定器１５３ｃにおいて、再構成済みの探索ブロックの各々に対する後方への動きベクトルは、通常のブロックマッチングアルゴリズムを用いることによって、ブロック構成変換回路１５３ｂからの変換されたＢ１フレームと第１フレームメモリ１２１からのその後方の基準フレーム（即ち、Ｐ１フレーム）との間で推定される。そののち、この動き推定器１５３ｃで推定された後方への動きベクトルは、エントロピー符号化器１０７と動き補償器１５３ｄへ出力される。この動き補償器１５３ｄは第１フレームメモリ１２１内に格納されたＰ１フレームから後方への動きベクトルに対応する画素データを取り出して、よって、Ｂ１フレームに対する後方への予測済みのフレーム信号を共通予測信号発生器１５６へ出力する。
【００２８】
そののち、共通予測信号発生器１５６は、動き補償器１５１ｂからの前方への予測済みのフレーム信号と動き補償器１５３ｄからの後方への予測済みのフレーム信号とから共通に予測済みの信号をセレクタ１５８への出力信号として発生する。本発明によれば、共通に予測済みのフレーム信号に含まれた各画素値は、二つのフレーム間で後方への予測済みのフレーム内の各画素とオーバラップ領域に含まれた前方への予測済みのフレームの画素とを平均化することによって、好ましくは得られる。ここで、該後方への予測済みのフレームの各画素と該前方への予測済みのフレームの画素は同一位置に置かれている。
【００２９】
システム制御器からの制御信号、例えば、ＳＣ４に応答して、セレクタ１５８はオーバラップ領域に対する共通予測信号発生器１５６からの共通に予測済みのフレーム信号と非オーバラッピング領域に対する動き補償器１５１ｂからの前方への予測されたフレーム信号とを選択することによって、Ｂ１フレームに対する予測済みのフレーム信号を減算器１０２と加算器１１５とへ各々出力する。入力ディジタルビデオ信号内のＰ２、Ｂ２、Ｐ３、Ｂ３、Ｐ４及びＢ４フレームに対する予測済みのフレーム信号は、その基準フレームが上記の入力ディジタルビデオ信号のＰ１フレーム及びＢ１フレームに対する基準と異なることを除いて、同一の方法により得られる。
【００３０】
本発明のイメージ符号化器に対応するイメージ復号化システムにおいて、動き補償デバイスは、イメージ符号化システムから伝送された動きベクトルが対応するイメージ復号化システムにおける動き補償器へ提供されるため、動き補償デバイスに動き推定器が備えられていないことを除いては、図２の構成と類似な構成を有する。
【００３１】
本発明は特定の実施例について説明されたが、本発明の範囲を逸脱することなく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
【００３２】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、ブロック構成変換技法を用いて、両方向予測フレームの入力ディジタルビデオ信号に対する予測済みのフレーム信号を提供することによって、全体の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の動き補償デバイスを用いるイメージ符号化システムのブロック図。
【図２】図１に示された動き補償デバイスの詳細ブロック図。
【図３】動き補償デバイスで行われたブロック構成変換の手続きを説明するための図。
【符号の説明】
１０１  フレーム再配列回路
１０２  減算器
１０５  イメージ信号符号化器
１０７  エントロピー符号化器
１１３  イメージ信号復号化器
１１５  加算器
１１８  切り換え回路
１２０  フレームメモリデバイス
１２１  第１フレームメモリ
１２２  第２フレームメモリ
１５０  動き補償デバイス
１５１  第１動き補償ユニット
１５１ａ  動き推定器
１５１ｂ  動き補償器
１５２  切り換え回路
１５３  第２動き補償ユニット
１５３ａ  切り換え回路
１５３ｂ  ブロック構成変換回路
１５３ｃ  動き推定器
１５３ｄ  動き補償器
１５６  共通予測信号発生器
１５８  セレクタ
２００  Ｂ１フレーム
３００  探索ブロック
【図１】
0003681787.tif 000002
【図２】
0003681787.tif 000003
【図３】
0003681787.tif 000004