(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、
上記映像信号のＤＣ成分を除去するＤＣ成分除去手段と、
上記ＤＣ成分除去手段から出力される映像信号のＡＣ成分について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第１の動きベクトル及びこの第１の動きベクトルに対応する第１の残差の最小値を生成する第１の動きベクトル検出手段と、
上記映像信号について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第２の動きベクトル及びこの第２の動きベクトルに対応する第２の残差の最小値を生成する第２の動きベクトル検出手段と、
上記第１の残差の最小値と上記第２の残差の最小値とについての大小関係を評価するための評価関数に基づいて、上記第１の残差の最小値が大きいか、上記第２の残差の最小値が大きいかを評価する評価手段と、
上記評価手段からの評価結果に応じて、上記第１の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第２の動きベクトルを選択し、上記第２の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第１の動きベクトルを選択して出力する選択手段と
を備えて成ることを特徴とする動きベクトル検出装置。
【請求項２】
上記評価関数は、通常の動きベクトルの検出方法による上記第２の残差の最小値に応じた評価値をｅｎｏｒｍとし、映像信号のＡＣ成分を主に用いた動きベクトルの検出方法による上記第１の残差の最小値に応じた評価値をｅａｃとするとき、
０≦ｅｎｏｒｍ＜ｅｎ１の場合、
ｅａｃ＝α１・ｅｎｏｒｍ＋β１
ｅｎ１≦ｅｎｏｒｍの場合、
ｅａｃ＝α２・ｅｎｏｒｍ＋β２
（α１＜α２）
（β２は、ｅｎ１において、評価関数ｅａｃ＝α１・ｅｎｏｒｍ＋β１と評価関数ｅａｃ＝α２・ｅｎｏｒｍ＋β２とが接続されるように選定される）
であることを特徴とする請求項１記載の動きベクトル検出装置。
【請求項３】
映像信号のＤＣ成分を除去するＤＣ成分除去手段と、
上記ＤＣ成分除去手段から出力される映像信号のＡＣ成分について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第１の動きベクトル及びこの第１の動きベクトルに対応する第１の残差の最小値を生成する第１の動きベクトル検出手段と、
上記映像信号について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第２の動きベクトル及びこの第２の動きベクトルに対応する第２の残差の最小値を生成する第２の動きベクトル検出手段と、
上記第１の残差の最小値と上記第２の残差の最小値とについての大小関係を評価するための評価関数に基づいて、上記第１の残差の最小値が大きいか、上記第２の残差の最小値が大きいかを評価する評価手段と、
上記評価手段からの評価結果に応じて、上記第１の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第２の動きベクトルを選択し、上記第２の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第１の動きベクトルを選択して出力する選択手段と、
上記選択手段から出力される上記第１の動きベクトル又は上記第２の動きベクトルに基づいて、上記映像信号に予測符号化を施す符号化手段と
を備えて成ることを特徴とする映像信号符号化装置。
【請求項４】
映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出方法において、
上記映像信号からＤＣ成分を除去し、上記映像信号のＡＣ成分について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて第１の動きベクトル及びこの第１の動きベクトルに対応する第１の残差の最小値を生成すると共に、上記映像信号について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて第２の動きベクトル及びこの第２の動きベクトルに対応する第２の残差の最小値を生成し、上記第１の残差の最小値と上記第２の残差の最小値とについての大小関係を評価するための評価関数に基づいて、上記第１の残差の最小値が大きいか、上記第２の残差の最小値が大きいかを評価し、その評価結果に応じて、上記第１の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第２の動きベクトルを選択し、上記第２の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第１の動きベクトルを選択して真の動きベクトルとすることを特徴とする動きベクトル検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号の符号化を行う際の動きベクトルを検出する動きベクトル検出方法及び装置、並びに映像信号の符号化を行う映像信号符号化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばテレビ会議システム、テレビ電話システム等のように、動画像信号を遠隔地に伝送するシステムにおいては、伝送路を効率良く利用するために、映像信号のフレーム内相関やフレーム間相関を利用して映像信号を圧縮符号化するようになされている。
【０００３】
具体的には、フレーム内相関を利用すると、映像信号を例えばＤＣＴ（離散コサイン変換）処理等によって圧縮することができる。
【０００４】
また、フレーム間相関を利用すると、映像信号をさらに圧縮して符号化することが可能となる。例えば、図５のＡに示すように、時刻ｔ1、ｔ2において、前ピクチャであり探索画像となるフレーム画像ＰＣ1と、現ピクチャであり参照画像となるフレーム画像ＰＣ2とがそれぞれ発生しているときに、このフレーム画像ＰＣ1の映像信号とフレーム画像ＰＣ2の映像信号との差を演算する。この演算された映像信号の差によって差分画像ＰＣ12を生成する。また、通常、時間的に隣接するフレーム画像は、それほど大きな変化を有していないので、上記フレーム画像ＰＣ1とフレーム画像ＰＣ2との差を演算した場合には、その差分信号は小さな値となる。そこで、この差分信号を符号化することにより、符号量を圧縮することができる。
【０００５】
さらに、フレーム画像ＰＣ2を、例えば縦１６ドット、横１６ドットから成る１６×１６ドットのブロックに分割する。これら分割ブロックについて、パターンマッチング法によって、フレーム画像ＰＣ1上の輝度信号のパターンが最も類似している画像部分をそれぞれ探索する。この探索により検出されたフレーム画像ＰＣ1上の画像部分の位置と、フレーム画像ＰＣ2上の該当するブロックの位置とのオフセット量、即ちベクトルを求めることによって、上記差分信号はさらに小さな値となる。このとき、このベクトルは、図５のＢに示すように可変長符号化器２０によって符号化されてビットストリームとして出力され、また、求められた差分信号も可変長符号化器２１によって符号化されてビットストリームとして出力される。このように、映像信号を符号化する際には、ブロックマッチングアルゴリズムであるパターンマッチング法によりベクトルを求めて符号化を行う。
【０００６】
ここで、パターンマッチング法について、図６を用いて以下に説明する。
【０００７】
パターンマッチング法を用いて、時間的に異なる２つの画像上から輝度信号のパターンが最も類似している画像部分を探索する場合には、通常、図６に示すように、参照画像であるカレントメモリＭ2上のブロックをＡ、探索画像であるサーチメモリＭ1上において候補ベクトルＲが（ΔＸ，ΔＹ）分だけずれたブロックをＡ’とすると、カレントメモリＭ2上のブロックＡに属する全ての画素値と、このブロックＡの画素値に対応するサーチメモリＭ1上のブロックＡ’上の画素値との差の絶対値和等が用いられる。この値は残差と呼ばれる。この残差をＥ（ΔＸ，ΔＹ）とすると、この残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）は以下の（１）式によって表される。
【０００８】
【数１】
0003901753.tif 000002
【０００９】
また、通常使用されるフルサーチ、マルチサーチ等のサーチアルゴリズムにおいては、サーチ範囲内で上述のようにして得られた複数の残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）の中から、単純に最小値を与えるベクトル（ΔＸ，ΔＹ）を最適な動きベクトルとして用いる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、画像によっては、従来のように最適な動きベクトルとして、単純に残差の最小値を与えるベクトルを選択したときに、実際に求めるべきベクトルとは大きく異なったベクトルとなってしまう場合がある。
【００１１】
例えば、画面上の全ての画素の輝度が徐々に高くなって画面全体が明るくなるフェードインや、このフェードインとは反対に、画面上の全ての画素の輝度が徐々に低くなって画面全体が暗くなるフェードアウトのように、画面全体の平均輝度が大きく変化する場合には、画面上では実際は静止している物体であっても、パターンマッチング法によって輝度信号のパターンが最も類似している画像部分が検索されるので、これによって実際とは大きく異なったベクトルを得ることになる。
【００１２】
具体的には、図７のａに示す静止画像がフェードインされた場合に、パターンマッチング法によって、図７のａの画像内のブロックＡ’、Ｂ’、Ｃ’のそれぞれの輝度信号のパターンと最も類似する画像部分として、図７のｂに示す画像内のブロックＡ、Ｂ、Ｃがそれぞれ検出されることになる。ここで、フェードインされる前の図７のａの画像の線Ｐ’Ｑ’上の輝度を図７のｃに示し、フェードインされた後の図７のｂの画像の線ＰＱ上の輝度を図７のｄに示す。パターンマッチング法では、図７のａの画像内のブロックＢ’の輝度を示す図７のｃの輝度部分Ｂ’と最も類似するブロックとして、図７のｂの画像内のブロックＢの輝度を示す図７のｄの輝度部分Ｂが検索されている。しかし、実際には、フェードインされる前の図７のａの画像内でのブロックＢと同じ位置のブロック部分の輝度は図７のｃの輝度部分Ｂ’’で示されるものである。
【００１３】
そこで、本発明は上述の実情に鑑み、画面の平均輝度が大きく変わる場合にも、正しい動きベクトルを検出することができる動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法、並びにこの動きベクトル検出装置で検出された動きベクトルに基づいて映像信号の符号化を行う映像信号符号化装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る動きベクトル検出装置は、第１の動きベクトル検出手段で生成された、映像信号のＡＣ成分の動きベクトルに対応する残差と、第２の動きベクトル検出手段で生成された、映像信号の動きベクトルに対応する残差との大小関係に基づいて、選択手段により、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトルとを選択的に出力することにより、最適な動きベクトルを真の動きベクトルとする。
すなわち、本発明に係る動きベクトル検出装置は、映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、上記映像信号のＤＣ成分を除去するＤＣ成分除去手段と、上記ＤＣ成分除去手段から出力される映像信号のＡＣ成分について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第１の動きベクトル及びこの第１の動きベクトルに対応する第１の残差の最小値を生成する第１の動きベクトル検出手段と、上記映像信号について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第２の動きベクトル及びこの第２の動きベクトルに対応する第２の残差の最小値を生成する第２の動きベクトル検出手段と、上記第１の残差の最小値と上記第２の残差の最小値とについての大小関係を評価するための評価関数に基づいて、上記第１の残差の最小値が大きいか、上記第２の残差の最小値が大きいかを評価する評価手段と、上記評価手段からの評価結果に応じて、上記第１の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第２の動きベクトルを選択し、上記第２の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第１の動きベクトルを選択して出力する選択手段とを備えて成ることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る映像信号符号化装置は、第１の動きベクトル検出手段で生成された、映像信号のＡＣ成分の動きベクトルに対応する残差と、第２の動きベクトル検出手段で生成された、映像信号の動きベクトルに対応する残差との大小関係に基づいて、選択手段により、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトルとを選択的に出力した後に、上記出力される動きベクトルに基づいて上記映像信号に予測符号化を施すことにより、最適な動きベクトルに基づいて映像信号の符号化を行う。
すなわち、本発明に係る映像信号符号化装置は、映像信号のＤＣ成分を除去するＤＣ成分除去手段と、上記ＤＣ成分除去手段から出力される映像信号のＡＣ成分について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第１の動きベクトル及びこの第１の動きベクトルに対応する第１の残差の最小値を生成する第１の動きベクトル検出手段と、上記映像信号について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第２の動きベクトル及びこの第２の動きベクトルに対応する第２の残差の最小値を生成する第２の動きベクトル検出手段と、上記第１の残差の最小値と上記第２の残差の最小値とについての大小関係を評価するための評価関数に基づいて、上記第１の残差の最小値が大きいか、上記第２の残差の最小値が大きいかを評価する評価手段と、上記評価手段からの評価結果に応じて、上記第１の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第２の動きベクトルを選択し、上記第２の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第１の動きベクトルを選択して出力する選択手段と、上記選択手段から出力される上記第１の動きベクトル又は上記第２の動きベクトルに基づいて、上記映像信号に予測符号化を施す符号化手段と
を備えて成ることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る動きベクトル検出方法は、映像信号のＡＣ成分の動きベクトルに対応する残差と、映像信号の動きベクトルに対応する残差との大小関係に基づいて、上記映像信号のＡＣ成分の動きベクトルと上記映像信号の動きベクトルとを選択的に出力することにより、最適な動きベクトルを真の動きベクトルとする。
すなわち、本発明に係る動きベクトル検出方法は、映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出方法において、上記映像信号からＤＣ成分を除去し、上記映像信号のＡＣ成分について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて第１の動きベクトル及びこの第１の動きベクトルに対応する第１の残差の最小値を生成すると共に、上記映像信号について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて第２の動きベクトル及びこの第２の動きベクトルに対応する第２の残差の最小値を生成し、上記第１の残差の最小値と上記第２の残差の最小値とについての大小関係を評価するための評価関数に基づいて、上記第１の残差の最小値が大きいか、上記第２の残差の最小値が大きいかを評価し、その評価結果に応じて、上記第１の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第２の動きベクトルを選択し、上記第２の残差の最小値が大きいと評価されたときには上記第１の動きベクトルを選択して真の動きベクトルとすることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１には、本発明に係る映像信号符号化装置の実施の形態の概略的な構成を示す。
【００１９】
先ず、映像信号符号化装置に備えられる動きベクトル検出装置は、映像信号のＤＣ成分を除去するＤＣ成分除去手段である演算器８と、上記演算器８から出力される映像信号のＡＣ成分について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第１の動きベクトル及びこの第１の動きベクトルに対応する第１の残差を生成する第１の動きベクトル検出手段である累算器９と、上記映像信号について、ブロックマッチングアルゴリズムを用いて、第２の動きベクトル及びこの第２の動きベクトルに対応する第２の残差を生成する第２の動きベクトル検出手段である累算器４と、上記第１の残差と上記第２の残差との大小関係に基づいて、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトルとを選択的に出力する選択手段である評価器１１及び信号切換器１２、１３とを備えて成る。これにより、上記第１の動きベクトルと上記第２の動きベクトルとを選択的して、真の動きベクトルを出力する。
【００２０】
また、映像信号符号化装置は、上述の各部を備えて成る動きベクトル検出装置に加えて、上記第１の動きベクトル又は上記第２の動きベクトルに基づいて、上記映像信号に予測符号化を施す符号化手段である動画像エンコーダ１４を備えて成る。
【００２１】
次に、図１の映像信号符号化装置の動作について詳細に説明する。
【００２２】
入力端子１６に入力された映像信号は、動画像の圧縮符号化処理を行う動画像エンコーダ１４及びスイッチ１５の端子１５ａに供給される。このスイッチ１５の端子１５ａに供給された映像信号は、制御回路２２の制御のもとで、スイッチ１５が端子１５ｃ又は端子１５ｂに切換接続されるこにより、フレームメモリ１と平均値演算回路６、又はフレームメモリ２と平均値演算回路７とにフレーム毎に交互に供給される。
【００２３】
始めに、通常の動きベクトルの算出及び残差の算出について説明する。フレームメモリ１から計算対象となる注目ブロック内の全ての画素データが読み出され、演算器３に供給される。また、フレームメモリ２から、探索範囲内の参照ブロック内の全ての画素データが読み出され、演算器３に供給される。注目ブロック内の全ての画素データの読出し及び参照ブロック内の全ての画素データの読出しは、制御回路２２がフレームメモリ１及びフレームメモリ２の読出し動作を制御することにより行われる。また、制御回路２２は、参照ブロックが単位時間毎に探索範囲内で１ピクセルずつ移動し、探索範囲内の全ての画素データが参照ブロック内の画素データとして読み出されるように、フレームメモリ１を制御する。さらに、制御回路２２は、参照ブロックが単位時間毎に探索範囲内で１ピクセルずつ移動し、探索範囲内の全ての画素データが参照ブロック内の画素データとして読み出された後に、注目ブロックが１注目ブロック分移動するように、フレームメモリ１の読出し動作を制御する。そして、制御回路２２による、この一連の読出し動作制御は、注目ブロックがフレームメモリ１内の１フレームの映像信号の全体に渡って一通り移動するまで繰り返される。
【００２４】
演算器３は、フレームメモリ１から供給された注目ブロック内の各画素データと、フレームメモリ２から供給された参照ブロック内の、上記注目ブロック内の各画素データにそれぞれ対応する位置の画素データとの差分を演算し、この差分の絶対値を累算器４に供給する。
【００２５】
累算器４は、演算器３から供給される各絶対値の各注目ブロック毎の総和を演算し、残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）として最小値判定器５に供給する。制御回路２２は、各絶対値の各注目ブロック毎の総和が演算されるように、演算器３の各注目ブロックについての演算が終了する毎に累算器４をリセットする。この最小値判定器５は、供給された各残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）のうち、最小の残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）に対応するベクトル（ΔＸ，ΔＹ）を信号切換器１３の端子Ｄに供給すると共に、この最小の残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）を評価器１１に供給する。
【００２６】
次に、映像信号のＡＣ成分を主に用いた動きベクトルの算出及び残差の算出について説明する。
【００２７】
平均値演算回路６、７は、それぞれ供給された映像信号の各フレームの平均輝度値を算出し、その値を演算器８に供給する。
【００２８】
フレームメモリ１から演算器８に供給される注目ブロック内の全ての画素データは、演算器８にも供給される。また、フレームメモリ２から演算器３に供給される参照ブロック内の全ての画素データは、演算器８にも供給される。
【００２９】
演算器８は、フレームメモリ２から供給された参照ブロック内の各画素データの値から、平均値演算回路７から供給される平均輝度値を減算し、主にＡＣ成分が残った参照ブロック内の各画素データを生成する。また、演算器８は、フレームメモリ１から供給された注目ブロック内の各画素データの値から、平均値演算回路６から供給される平均輝度値を減算し、主にＡＣ成分が残った注目ブロック内の各画素データを生成する。そして、演算器８は、主にＡＣ成分が残った注目ブロック内の各画素データの値と、主にＡＣ成分が残った参照ブロック内の、上記注目ブロック内の各画素データにそれぞれ対応する位置の画素データの値との差分を演算し、この差分の絶対値を累算器９に供給する。
【００３０】
累算器９は、演算器８から供給される各絶対値の各注目ブロック毎の総和を演算し、残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）として最小値判定器１０に供給する。制御回路２２は、各絶対値の各注目ブロック毎の総和が演算されるように、演算器８の各注目ブロックについての演算が終了する毎に、累算器９をリセットする。この最小値判定器１０は、供給された各残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）のうち、最小の残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）に対応するベクトル（ΔＸ，ΔＹ）を信号切換器１３の端子Ｃに供給すると共に、この最小の残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）を評価器１１に供給する。
【００３１】
上述した演算が終了すると、制御回路２２は、入力された映像信号の次のフレームが他方のフレームメモリに供給されるように、スイッチ２０の切換動作を制御する。また、制御回路２２は、それぞれ他方のフレームメモリから注目ブロック及び参照ブロックが読み出されて、演算器３及び演算器８に供給されるように、フレームメモリ１及びフレームメモリ２の読出し動作を制御する。
【００３２】
ここで、上記残差ＥACの計算について詳細に説明する。残差は、通常、パターンマッチング法を用いて輝度信号のパターンが最も類似している画像部分を探索する方法である。本発明に係る動きベクトル検出方法では、このパターンマッチング法を用いて、計算対象のブロック内の画素値からそのブロックの平均輝度であるＤＣ成分を引いた値、即ちＡＣ成分をその画素値とし、この画素値を用いて残差を計算する。この残差をＥACとすると、この残差ＥACは、以下の（２）式によって表される。
【００３３】
【数２】
0003901753.tif 000003
【００３４】
ここで、Ａ（Ｘ，Ｙ）は、現在のフレームの注目ブロック内の各画素データの値を示し、Ａは現在のフレームの平均輝度値を示し、Ａ’（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）は、参照フレームの参照ブロック内の各画素データの値を示し、Ａ’は参照フレームの平均輝度値を示す。
【００３５】
この残差ＥACの値は、計算対象のブロックの平均輝度が０になるように、各画素からＤＣ成分を取り除いて計算されている。よって、フェードイン又はフェードアウトの場合のように、参照画像と探索画像とで平均輝度が大きく変わる場合にも、この平均輝度の変化に左右されることなくパターンマッチングを行うことができる。従って、残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）と残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）とを比較して、適当な値を選択することにより、より正確な動きベクトルを検出することができる。
【００３６】
図２には、図７のａ、ｂに示す画像を用いて残差を計算する際に画素値からＤＣ成分を除去した場合の輝度分布を示す。具体的には、図２のａは図７のａの画像の線Ｐ’Ｑ’上の画素値からＤＣ成分を除去した場合の輝度分布を示し、図２のｂは図７のｂの画像の線ＰＱ上の画素値からＤＣ成分を除去した場合の輝度分布を示す。これにより、図２のａの輝度分布と図２のｂの輝度分布との差は図２のｃの斜線部に示すものとなる。また、この図２のａ、ｂ、ｃに示した輝度分布に対応する、従来の動きベクトル検出方法による図７のａの画像の線Ｐ’Ｑ’上の画素値の輝度分布を図３のａに示し、図７のｂの画像の線ＰＱ上の画素値の輝度分布を図３のｂに示し、この図３のａの輝度分布と図３のｂの輝度分布との差を図３のｃに示す。
【００３７】
上述のように、図１の累算器４では探索範囲内の全てのブロックについて残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）の計算を行い、累算器９では探索範囲内の全てのブロックについて残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）の計算を行う。上記累算器４で計算された残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）は最小値判定器５に送られ、上記累算器９で計算された残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）は最小値判定器１０に送られる。上記最小値判定器５では、残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）の最小値が選び出され、上記最小値判定器１０では、残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）の最小値が選び出される。上記最小値判定器５、１０でそれぞれ選び出された残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）の最小値及び残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）の最小値は、評価器１１に送られる。この評価器１１では、上記２つの残差の最小値を一定の評価基準によって比較する。この比較結果は信号切換器１２、１３に送られる。
【００３８】
上記信号切換器１２は上記２つの動きベクトル検出方法による残差の最小値を切り換えるものであり、この信号切換器１２の端子ａには上記最小値判定器１０からの残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）の最小値が入力され、端子ｂには上記最小値判定器５からの残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）の最小値が入力される。また、上記信号切換器１３は上記２つの動きベクトル検出方法により得られた動きベクトルを切り換えるものであり、上記信号切換器１３の端子ｃには上記最小値判定器１０からの動きベクトルが入力され、端子ｄには上記最小値判定器５からの動きベクトルが入力される。これら信号切換器１２、１３は、上記評価器１１からの評価結果に応じて切り換えられ、２つの動きベクトル検出方法の内の一方の動きベクトル検出方法によって算出された残差の最小値及び動きベクトルが動画像エンコーダ１４に送られる。具体的には、参照フレームの平均輝度値と現在のフレームの平均輝度値との差が比較的大きい場合には、最小値判定器１０から出力される残差の最小値及び動きベクトルが、信号切換器１２、１３を介して動画像エンコーダ１４に供給され、逆に、参照フレームの平均輝度値と現在のフレームの平均輝度値との差が比較的小さい場合には、最小値判定器５から出力される残差の最小値及び動きベクトルが、信号切換器１２、１３を介して動画像エンコーダ１４に供給される。この動画像エンコーダ１４は、信号切換器１２、１３からそれぞれ供給される残差の最小値及び動きベクトルに基づいて、入力端子１６から入力される映像信号に対して予測符号化を行って出力端子１７から出力すると共に、動きベクトルも符号化して出力するようになされている。
【００３９】
この映像信号符号化装置により符号化された映像信号の出力及び動きベクトルは、記録媒体に記録される。
【００４０】
尚、評価器１１は、その内部に評価関数をもち、最小値判定器５から供給される残差Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）と最小値判定器１０から供給される残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）との関係と、この評価関数の関係とに基づいて、信号切換器１２、１３の切換動作を制御する。
【００４１】
ここで、評価関数の具体的な例を図４に示す。通常の動きベクトルの検出方法による残差の最小値をｅnormとし、映像信号のＡＣ成分を主に用いた動きベクトルの検出方法による残差の最小値をｅacとすると、この評価関数は、次のように、
０≦ｅnorm＜ｅn1の場合、
ｅac＝α１・ｅnorm＋β１
ｅn1≦ｅnormの場合、
ｅac＝α２・ｅnorm＋β２
（α１＜α２）
（β２は、ｅn1において、評価関数ｅac＝α１・ｅnorm＋β１と評価関数ｅac＝α２・ｅnorm＋β２とが接続されるように選定される）
となる。
【００４２】
そして、最小値判定器１０から供給される残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）が、
ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）＞α１・Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）＋β１
又は、
ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）＞α２・Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）＋β２
のとき、最小値判定器５から出力される動きベクトル及び残差が動画像エンコーダ１４に供給されるように、評価器１１は信号切換器１２、１３の切換動作を制御する。
【００４３】
逆に、最小値判定器１０から供給される残差ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）が、
ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）≦α１・Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）＋β１
又は、
ＥAC（ΔＸ，ΔＹ）≦α２・Ｅ（ΔＸ，ΔＹ）＋β２
のとき、最小値判定器１０から出力される動きベクトル及び残差が動画像エンコーダ１４に供給されるように、評価器１１は信号切換器１２、１３の切換動作を制御する。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明からも明かなように、本発明に係る動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法は、映像信号のＡＣ成分の動きベクトルに対応する残差と、映像信号の動きベクトルに対応する残差との大小関係に基づいて、上記映像信号のＡＣ成分の動きベクトルと上記映像信号の動きベクトルとを選択的に出力することにより、最適な動きベクトルを真の動きベクトルとすることができるので、画面の平均輝度が大きく変わるような場合にも、正しい動きベクトルを検出することができる。
【００４５】
また、本発明に係る映像信号符号化装置は、映像信号のＡＣ成分の動きベクトルに対応する残差と、映像信号の動きベクトルに対応する残差との大小関係に基づいて、上記映像信号のＡＣ成分の動きベクトルと上記映像信号の動きベクトルとを選択的に出力した後に、上記出力される動きベクトルに基づいて上記映像信号に予測符号化を施すことにより、最適な動きベクトルに基づいて映像信号の符号化を行うことができるので、画面の平均輝度が大きく変わるような場合にも、正しい動きベクトルを用いて符号化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る映像信号符号化装置の実施の形態の概略的な構成図である。
【図２】本発明に係る動きベクトル検出方法による画像の輝度分布を示す図である。
【図３】従来の動きベクトル検出方法による画像の輝度分布を示す図である。
【図４】評価関数の具体的な例を示す図である。
【図５】フレーム間相関を利用した映像信号符号化を説明するための図である。
【図６】従来の動きベクトル検出方法を説明するための図である。
【図７】従来の動きベクトル検出方法によるフェードイン時の画像上の動きベクトルと輝度分布を示す図である。
【符号の説明】
１、２  フレームメモリ
３、８  演算器
４、９  累算器
５、１０  最小値判定器
６、７  平均値演算回路
１１  評価器
１２、１３  信号切換器
１４  動画像エンコーダ
１５  スイッチ
２２  制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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