[go: up one dir, main page]

JP2006254347A - Image encoding device - Google Patents

Image encoding device Download PDF

Info

Publication number
JP2006254347A
JP2006254347A JP2005071438A JP2005071438A JP2006254347A JP 2006254347 A JP2006254347 A JP 2006254347A JP 2005071438 A JP2005071438 A JP 2005071438A JP 2005071438 A JP2005071438 A JP 2005071438A JP 2006254347 A JP2006254347 A JP 2006254347A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motion vector
image
block
search
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005071438A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akimasa Osawa
淳真 大澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2005071438A priority Critical patent/JP2006254347A/en
Publication of JP2006254347A publication Critical patent/JP2006254347A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

【課題】 動きベクトル探索の演算処理量及び同演算に用いるハードウェア資源を抑制すると共に、高精度な動きベクトル探索を実現する画像符号化装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 画像符号化装置は、大領域の動きベクトル探索を行う第1動きベクトル探索部15、小領域の動きベクトル探索を行う第2動きベクトル探索部16、第2動きベクトル探索部16の動きベクトル探索終了まで第1動きベクトル探索部での探索結果を保持する第1遅延回路17、第2遅延回路18、第2動きベクトル探索部での探索範囲の中心点を求める動きベクトル補間部19、第1動きベクトル探索部15での探索結果、または、第2動きベクトル探索部16での探索結果を選択するセレクタ20、動きベクトルの補間を行うために必要な前画像の動きベクトルを保持する動きベクトルメモリ21を備えている。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image coding device that suppresses the calculation processing amount of motion vector search and hardware resources used for the calculation, and realizes highly accurate motion vector search.
An image encoding apparatus includes a first motion vector search unit 15 that performs a motion vector search for a large region, a second motion vector search unit 16 that performs a motion vector search for a small region, and a second motion vector search unit 16. A motion vector interpolation unit 19 that obtains the center point of the search range in the first delay circuit 17, the second delay circuit 18, and the second motion vector search unit that holds the search result in the first motion vector search unit until the end of the motion vector search. , A selector 20 for selecting a search result in the first motion vector search unit 15 or a search result in the second motion vector search unit 16, and holds a motion vector of the previous image necessary for performing motion vector interpolation. A motion vector memory 21 is provided.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、入力画像を所定の水平画素数と所定の垂直ライン数から成るブロックに分割し、ブロック毎に画像の動きベクトルを検出して動き補償予測を行なう、画像符号化装置に関するものである。   The present invention relates to an image coding apparatus that divides an input image into blocks each having a predetermined number of horizontal pixels and a predetermined number of vertical lines, and performs motion compensation prediction by detecting a motion vector of the image for each block. .

動き補償予測を用いた動画像符号化方式であるMPEG2において、動きベクトル探索を行う従来方式の代表的なものは基本的にはブロックマッチング法と呼ばれる方法であり、ISO/IEC JTC1/SC29/WG11/N0400 “TEST MODEL5”に示されている。同方法は、現画像をブロック(例えば、16画素×16画素ライン、16画素×8ライン等)に分割し、差分絶対値和等の誤差評価基準を用いて、当該ブロックに対してその予測誤差評価基準が最も小さくなるブロックを参照画像から求め、当該ブロックの動きベクトルとする方法である。その際に、探索範囲の全てをしらみつぶしに探索し、その中から最小点を選び出す、“全探索”と呼ばれる方法がある。   In MPEG2, which is a moving picture coding system using motion compensation prediction, a typical conventional system for performing motion vector search is basically a method called a block matching method, and is ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11. / N0400 “TEST MODEL5”. This method divides the current image into blocks (for example, 16 pixels × 16 pixel lines, 16 pixels × 8 lines, etc.), and uses an error evaluation standard such as a sum of absolute differences to estimate the prediction error for the block. In this method, a block having the smallest evaluation criterion is obtained from a reference image and used as a motion vector of the block. At that time, there is a method called “full search” in which the entire search range is exhaustively searched, and the minimum point is selected from the search range.

また、全探索方式の処理量を削減するために、いくつかの方式が存在する。例えば、探索点を間引くサブサンプル方式や、サブサンプル方式で得られた候補点の周囲のみ再度細かく探索する多段マッチング方式等がある(例えば、特許文献1参照)。   In addition, there are several methods for reducing the processing amount of the full search method. For example, there are a sub-sampling method that thins out search points, a multi-stage matching method that searches again finely around only candidate points obtained by the sub-sampling method (see, for example, Patent Document 1).

特開2000−134628号公報JP 2000-134628 A

従来の動きベクトル探索方式は、以上のように行なわれていたので、全探索方式では、演算処理量と同演算に必要なハードウェア資源が非常に大きくなってしまうという課題があった。また、それらを抑制するために、単純に探索点を間引くと、動きベクトルの精度が落ちて画質が劣化してしまうという課題があった。   Since the conventional motion vector search method has been performed as described above, the total search method has a problem that the amount of hardware required for the same operation as the amount of calculation processing becomes very large. Further, if the search points are simply thinned out in order to suppress them, there is a problem that the accuracy of the motion vector is lowered and the image quality is deteriorated.

この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、動きベクトル探索の演算処理量及び同演算に用いるハードウェア資源を抑制すると共に、高精度な動きベクトル探索を実現する画像符号化装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an image coding that suppresses the calculation processing amount of motion vector search and hardware resources used for the calculation, and realizes high-precision motion vector search. An object is to provide an apparatus.

この発明に係る画像符号化装置は、画像を所定の水平画素数と所定の垂直ライン数からなるブロックに分割して符号化する画像符号化装置であって、第1のブロックに設定した第1の探索範囲に対して全探索を行い、前記第1のブロックの動きベクトルを探索する第1動きベクトル探索部と、複数の前記第1のブロックの動きベクトルと、時系列で前記画像より過去の画像のブロックの動きベクトルとを用いて補間を行い、第2のブロックに設定する第2の探索範囲の中心点を求める動きベクトル補間部と、前記第2の探索範囲に対して全探索を行い、前記第2のブロックの動きベクトルを探索する第2動きベクトル探索部とを備えている。   An image encoding apparatus according to the present invention is an image encoding apparatus that encodes an image by dividing the image into blocks each having a predetermined number of horizontal pixels and a predetermined number of vertical lines, and is set to the first block. A first motion vector search unit that performs a full search on the search range of the first block and searches for a motion vector of the first block; a plurality of motion vectors of the first block; A motion vector interpolation unit that performs interpolation using a motion vector of a block of an image and obtains a center point of a second search range set in the second block, and performs a full search on the second search range And a second motion vector search unit for searching for a motion vector of the second block.

この発明によれば、前記第1の探索範囲(大領域)での動きベクトル探索を行う第1のブロックを減らし、前記第2の探索範囲(小領域)での動きベクトル探索を行なうことで処理量、ハードウェア規模の削減を図ることができる。また、前記第2の探索範囲を設定する場合には、前記第1のブロックの動きベクトル及び時系列で過去の画像の動きベクトルを用いて補間することにより、より高精度な動きベクトル探索が可能となる効果がある。   According to this invention, the first block that performs the motion vector search in the first search range (large region) is reduced, and the motion vector search is performed in the second search range (small region). The amount and the hardware scale can be reduced. Also, when setting the second search range, a more accurate motion vector search is possible by interpolating using the motion vector of the first block and the motion vector of the past image in time series. There is an effect.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について説明する。図1は、実施の形態1に係る画像符号化装置の構成図である。図1において、画像符号化装置は、入力画像信号1の入力により、入力画像の並べ替えを行う並べ替え部2、入力画像データと予測画像データの差分を取る減算器3、画像データを周波数成分に分解する直交変換部4、量子化を行う量子化部5、可変長符号化を行う可変長符号化部6、符号化データ8を蓄えるバッファ7、予測画像データを得るために逆量子化を行う逆量子化部9、予測画像データを得るために逆直交変換を行う逆直交変換部10、予測画像データを生成するために逆直交変換したデータと入力画像データと予測画像データの差分の和をとる加算器11、双方向予測を実現するための第1画像メモリ12及び第2画像メモリ13、動き補償を行う動き補償部14を備えている。以上の構成は、従来の画像符号化装置と同構成である。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of an image coding apparatus according to Embodiment 1. In FIG. 1, an image encoding apparatus includes an input image signal 1, a reordering unit 2 that reorders input images, a subtractor 3 that obtains a difference between input image data and predicted image data, and image data as frequency components. An orthogonal transform unit 4 for decomposing, a quantization unit 5 for performing quantization, a variable length encoding unit 6 for performing variable length encoding, a buffer 7 for storing encoded data 8, and inverse quantization for obtaining predicted image data. Inverse quantization unit 9 for performing, inverse orthogonal transform unit 10 for performing inverse orthogonal transform to obtain predicted image data, sum of differences between data obtained by inverse orthogonal transform to generate predicted image data, input image data, and predicted image data Are provided, a first image memory 12 and a second image memory 13 for realizing bidirectional prediction, and a motion compensation unit 14 for performing motion compensation. The above configuration is the same as that of a conventional image encoding device.

実施の形態1に係る画像符号化装置は、上記構成に加えて、大領域の動きベクトル探索を行う第1動きベクトル探索部15、小領域の動きベクトル探索を行う第2動きベクトル探索部16、第2動きベクトル探索部16の動きベクトル探索終了まで第1動きベクトル探索部での探索結果を保持する第1遅延回路17及び第2遅延回路18、第2動きベクトル探索部での探索範囲の中心点を求める動きベクトル補間部19、第1動きベクトル探索部15での探索結果、または、第2動きベクトル探索部16での探索結果を選択するセレクタ20、動きベクトルの補間を行うために必要な過去の画像の動きベクトルを保持する動きベクトルメモリ21を備えている。   In addition to the above configuration, the image coding apparatus according to Embodiment 1 includes a first motion vector search unit 15 that performs a motion vector search for a large region, a second motion vector search unit 16 that performs a motion vector search for a small region, The first delay circuit 17 and the second delay circuit 18 that hold the search result in the first motion vector search unit until the end of the motion vector search in the second motion vector search unit 16, and the center of the search range in the second motion vector search unit A selector 20 for selecting a search result in the motion vector interpolation unit 19 and the first motion vector search unit 15 for obtaining a point or a search result in the second motion vector search unit 16, necessary for performing motion vector interpolation A motion vector memory 21 that holds motion vectors of past images is provided.

次に、動作について説明する。図2は、図1の画像符号化装置の動作を説明する図である。また、図3は、図1中の第1動きベクトル探索部15による動きベクトル探索範囲を説明する図である。図2において、マクロブロックaは、第1動きベクトル探索部15による大領域の動きベクトル探索を行うマクロブロックである。また、マクロブロックbは、第2動きベクトル探索部16による小領域の動きベクトル探索を行うマクロブロックである。マクロブロックaでは、第1動きベクトル探索部15が、大領域、例えば図3に示すような、対象マクロブロック位置(マクロブロックa)を中心として150画素×100ラインを探索範囲とした全探索を行う。   Next, the operation will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the image coding apparatus in FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a motion vector search range by the first motion vector search unit 15 in FIG. In FIG. 2, a macroblock a is a macroblock for performing a large area motion vector search by the first motion vector search unit 15. The macro block b is a macro block for performing a motion vector search for a small area by the second motion vector search unit 16. In the macroblock a, the first motion vector search unit 15 performs a full search with a search range of 150 pixels × 100 lines centering on the target macroblock position (macroblock a) as shown in FIG. Do.

図4は、図1中の第2動きベクトル探索部16による動きベクトル探索範囲を説明する図である。第2動きベクトル探索部16では、動きベクトル探索対象をマクロブロックbとする。先ず図2に示すように、マクロブロックbに最も近い左右のマクロブロックaについて、それぞれの動きベクトルをV[m−2][n]、V[m+2][n]とする。なお、マクロブロックaの動きベクトルは、第1動きベクトル探索部15による全探索で検出されている。また、マクロブロックbの所属する画像tの直前の画像(過去の画像)t−1において、マクロブロックbと同位置のマクロブロックcの動きベクトルをV[m’][n’]、その近傍左右に位置するマクロブロックdの動きベクトルをそれぞれV[m’−1][n’]、V[m’+1][n’]とする。実施の形態1では、動きベクトル補間部19でこれらの5個の動きベクトルを補間することにより、マクロブロックbにおける動きベクトル探索範囲の中心点を示す補間ベクトルC[m][n]を得る。第2動きベクトル探索部16は、補間ベクトルC[m][n]を中心とした小領域、例えば図4に示すような50画素×50ラインを探索範囲とした全探索を行う。   FIG. 4 is a diagram for explaining a motion vector search range by the second motion vector search unit 16 in FIG. The second motion vector search unit 16 sets the motion vector search target as the macro block b. First, as shown in FIG. 2, the left and right macroblocks a closest to the macroblock b are set to V [m−2] [n] and V [m + 2] [n], respectively. Note that the motion vector of the macroblock a is detected by a full search by the first motion vector search unit 15. In addition, in the image (past image) t−1 immediately before the image t to which the macroblock b belongs, the motion vector of the macroblock c at the same position as the macroblock b is V [m ′] [n ′] and its vicinity. Let V [m′−1] [n ′] and V [m ′ + 1] [n ′] be the motion vectors of the macroblock d located on the left and right, respectively. In the first embodiment, the motion vector interpolation unit 19 interpolates these five motion vectors to obtain an interpolation vector C [m] [n] indicating the center point of the motion vector search range in the macroblock b. The second motion vector search unit 16 performs a full search using a small area centered on the interpolation vector C [m] [n], for example, 50 pixels × 50 lines as shown in FIG.

動きベクトル補間部19による補間方法としては、例えば、上記5個の動きベクトルを
V[m−2][n]=(−20,8)
V[m+2][n]=(−5,16)
V[m’−1][n’]=(−25,−1)
V[m’][n’]=(7,−3)
V[m’+1][n’]=(8,5)
とした場合には、補間ベクトルC[m][n]を、
C[m][n]
={V[m−2][n]+V[m+2][n]+V[m’−1][n’]
+V[m’][n’]+V[m’+1][n’]}/5
={(−20,8)+(−5,16)+(−25,−1)+(7,−3)+(8,5)}
/5
=(−7,5)
のように各動きベクトルの平均を取る方法等により求める。
As an interpolation method by the motion vector interpolation unit 19, for example, the above five motion vectors are expressed as V [m−2] [n] = (− 20, 8).
V [m + 2] [n] = (− 5, 16)
V [m′−1] [n ′] = (− 25, −1)
V [m ′] [n ′] = (7, −3)
V [m ′ + 1] [n ′] = (8, 5)
If the interpolation vector C [m] [n] is
C [m] [n]
= {V [m−2] [n] + V [m + 2] [n] + V [m′−1] [n ′]
+ V [m ′] [n ′] + V [m ′ + 1] [n ′]} / 5
= {(− 20,8) + (− 5,16) + (− 25, −1) + (7, −3) + (8,5)}
/ 5
= (-7, 5)
As described above, the motion vector is averaged.

以上のように、この実施の形態1によれば、大領域を探索範囲として動きベクトル探索を行うマクロブロックaを減らし、小領域を探索範囲としたマクロブロックbの動きベクトル探索を行うことで、演算処理量及び同処理に要するハードウェア資源の抑制を図ることができる。また、小領域の探索では、動きベクトル探索対象マクロブロックbに最も近い左右のマクロブロックaの動きベクトル、画像t−1においてマクロブロックbと同位置のマクロブロックcの動きベクトル、及びその近傍左右に位置するマクロブロックdの動きベクトルを用いて補間し、得られた補間ベクトルからマクロブロックbの探索範囲の中心点を求めて探索を行うことで、高精度な動きベクトル探索が可能となる。   As described above, according to the first embodiment, by reducing the macro block a that performs the motion vector search using the large region as the search range and performing the motion vector search of the macro block b using the small region as the search range, It is possible to reduce the calculation processing amount and the hardware resources required for the processing. In the small area search, the motion vector of the left and right macroblock a closest to the motion vector search target macroblock b, the motion vector of the macroblock c at the same position as the macroblock b in the image t-1, and the left and right sides of the motion vector search target macroblock b. Interpolation is performed using the motion vector of the macroblock d located at, and the search is performed by obtaining the center point of the search range of the macroblock b from the obtained interpolation vector, thereby enabling highly accurate motion vector search.

実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2について説明する。図5は、実施の形態2に係る画像符号化装置の構成図である。実施の形態2に係る画像符号化装置は、実施の形態1の画像符号化装置の構成(図1)に加えて、符号化データに含まれる任意のマクロブロックに対して、大領域の探索を行うか、或いは小領域の探索を行うかを制御する、動きベクトル探索制御部22を備えている。
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment of the present invention will be described below. FIG. 5 is a configuration diagram of an image encoding device according to the second embodiment. In addition to the configuration of the image coding apparatus according to the first embodiment (FIG. 1), the image coding apparatus according to the second embodiment searches a large area for any macroblock included in the coded data. A motion vector search control unit 22 is provided for controlling whether to perform a search for a small area.

次に、動作について説明する。図6は、図5の画像符号化装置の動作を説明する図である。図6において、時間軸t方向に並ぶ符号化画像データ(時系列で過去の画像t−3〜現在の画像tの順)それぞれが、大領域の探索を行うマクロブロック6a、補間ベクトルを用いて小領域の探索を行うマクロブロック6bを備えている。動きベクトル探索制御部22は、画像t−3〜画像tにおけるそれぞれのマクロブロック6aの位置を、同位置ではなく変化させている。ここで、画像t−3〜画像t−1までは動きベクトルを検出済みとし、画像tについての動きベクトル探索を説明する。マクロブロック6a、6bの動きベクトル探索方法は、実施の形態1と同様である。   Next, the operation will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the image coding apparatus in FIG. In FIG. 6, each of the encoded image data arranged in the direction of the time axis t (in order of the past image t-3 to the current image t in time series) uses a macroblock 6a for performing a large area search and an interpolation vector. A macro block 6b for searching for a small area is provided. The motion vector search control unit 22 changes the position of each macroblock 6a in the image t-3 to the image t instead of the same position. Here, assuming that motion vectors have already been detected from image t-3 to image t-1, motion vector search for image t will be described. The motion vector search method for the macroblocks 6a and 6b is the same as in the first embodiment.

マクロブロック6aに対しては、第1動きベクトル探索部15が、大領域を探索範囲とした全探索を行う。マクロブロック6bに対しては、動きベクトル補間部19が、マクロブロック6bに最も近い左右のマクロブロック6aの動きベクトル、画像t−1において、画像tのマクロブロック6bと同位置のマクロブロックの動きベクトル、及びその近傍左右に位置するマクロブロックの動きベクトルを補間して補間ベクトルC[m][n]を得る。第2動きベクトル探索部16は、補間ベクトルC[m][n]を中心とした小領域での全探索を行う。なお、画像t−3〜画像t−1についても同様に動きベクトル探索を行なう。   For the macroblock 6a, the first motion vector search unit 15 performs a full search with a large area as a search range. For the macro block 6b, the motion vector interpolation unit 19 moves the motion vector of the left and right macro blocks 6a closest to the macro block 6b, that is, the motion of the macro block at the same position as the macro block 6b of the image t in the image t-1. An interpolation vector C [m] [n] is obtained by interpolating the vector and the motion vector of the macro block located in the vicinity of the vector. The second motion vector search unit 16 performs a full search in a small area centered on the interpolation vector C [m] [n]. The motion vector search is similarly performed for the images t-3 to t-1.

以上のように、この実施の形態2によれば、大領域を探索範囲とするマクロブロック6aの位置を、時間軸t方向に並ぶ符号化画像データでそれぞれ変化させている。従って、同位置のマクロブロックに対して大領域の探索を行うことにより生ずる補間ベクトルの偏りを抑制することが可能である。その結果、小領域の探索範囲の中心点を求めるための、補間ベクトルC[m][n]の精度を高めることができる。   As described above, according to the second embodiment, the position of the macro block 6a having the large area as the search range is changed by the encoded image data arranged in the time axis t direction. Therefore, it is possible to suppress the bias of the interpolation vector caused by searching the large area for the macroblock at the same position. As a result, the accuracy of the interpolation vector C [m] [n] for obtaining the center point of the small region search range can be increased.

実施の形態3.
以下、この発明の実施の形態3について説明する。図7は、実施の形態3に係る画像符号化装置の構成図である。実施の形態3に係る画像符号化装置は、実施の形態1の画像符号化装置の構成(図1)に加えて、動きベクトル探索対象マクロブロックと補間ベクトルを得るために選出したマクロブロックとの相関性を評価をするためのブロック相関評価部23を備えている。
Embodiment 3 FIG.
The third embodiment of the present invention will be described below. FIG. 7 is a configuration diagram of an image encoding device according to Embodiment 3. In addition to the configuration of the image coding apparatus according to the first embodiment (FIG. 1), the image coding apparatus according to the third embodiment includes a motion vector search target macroblock and a macroblock selected to obtain an interpolation vector. A block correlation evaluation unit 23 for evaluating the correlation is provided.

次に、動作について説明する。図8は、図7の画像符号化装置の動作を説明する図である。実施の形態3の動きベクトルの探索方法は、補間ベクトルの求め方が実施の形態1と異なる。具体的には、図8において、動きベクトル探索対象マクロブロック8bにおける探索範囲の中心点を示す補間ベクトルを求めるために、実施の形態1と同様に、画像tのマクロブロック8bの近傍左右に位置するマクロブロック8a、画像t−1のマクロブロック8bと同位置のマクロブロック8c、マクロブロック8cの近傍左右に位置するマクロブロック8dについて動きベクトルを選出する。ブロック相関評価部23において、各マクロブロック8a、8c、8dに対して、差分絶対値和の比較等の誤差評価を行う。その結果により、マクロブロック8bとの相関性が高いマクロブロックの動きベクトルを、他のマクロブロックの動きベクトルよりも重み付けしてマクロブロック8bの補間ベクトルC[m][n]を求める。   Next, the operation will be described. FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the image coding apparatus in FIG. The motion vector search method of the third embodiment is different from that of the first embodiment in how to obtain an interpolation vector. Specifically, in FIG. 8, in order to obtain an interpolation vector indicating the center point of the search range in the motion vector search target macroblock 8 b, as in the first embodiment, positions near the left and right of the macroblock 8 b of the image t. Motion vectors are selected for the macro block 8a to be executed, the macro block 8c at the same position as the macro block 8b of the image t-1, and the macro block 8d located on the left and right in the vicinity of the macro block 8c. In the block correlation evaluation unit 23, error evaluation such as comparison of the sum of absolute differences is performed on each of the macroblocks 8a, 8c, and 8d. As a result, the motion vector of the macro block having a high correlation with the macro block 8b is weighted more than the motion vector of the other macro block to obtain the interpolation vector C [m] [n] of the macro block 8b.

例えば、図8において、動きベクトルV[m’+1][n’]を持つマクロブロック8dが、マクロブロック8bとの相関性が高い場合には、補間ベクトルC[m][n]を以下のように求める。
C[m][n]
={2×V[m−2][n]+2×V[m+2][n]+2×V[m’−1][n’]
+2×V[m’][n’]+5×V[m’+1][n’]}/13
For example, in FIG. 8, when the macroblock 8d having the motion vector V [m ′ + 1] [n ′] has a high correlation with the macroblock 8b, the interpolation vector C [m] [n] Asking.
C [m] [n]
= {2 * V [m-2] [n] + 2 * V [m + 2] [n] + 2 * V [m'-1] [n ']
+ 2 × V [m ′] [n ′] + 5 × V [m ′ + 1] [n ′]} / 13

以上のように、この実施の形態3によれば、動きベクトル探索対象マクロブロック8bとの相関性が高いマクロブロック8dの動きベクトルに重み付けすることで、補間ベクトルC[m][n]の精度を高めることが可能である。また、相関性の高いマクロブロック8dの動きベクトルを、そのままマクロブロック8bの探索範囲の中心としてもよい。   As described above, according to the third embodiment, the accuracy of the interpolation vector C [m] [n] is weighted by weighting the motion vector of the macroblock 8d having high correlation with the motion vector search target macroblock 8b. It is possible to increase. Alternatively, the motion vector of the highly correlated macroblock 8d may be used as the center of the search range of the macroblock 8b as it is.

実施の形態4.
以下、この発明の実施の形態4について説明する。図9は実施の形態4に係る画像符号化装置の構成図である。実施の形態4に係る画像符号化装置は、実施の形態1の画像符号化装置の構成(図1)に加えて、動きベクトル探索を行なう画像に対してサブサンプリングを行なう、サブサンプリング部24を備えている。
Embodiment 4 FIG.
The fourth embodiment of the present invention will be described below. FIG. 9 is a configuration diagram of an image coding apparatus according to Embodiment 4. In addition to the configuration of the image coding apparatus according to the first embodiment (FIG. 1), the image coding apparatus according to the fourth embodiment includes a subsampling unit 24 that performs subsampling on an image for which motion vector search is performed. I have.

次に、動作について説明する。図10は、図9の画像符号化装置の動作を説明する図である。図10において、サブサンプリング部24は、画像データ10cにおいて、4つの画素データ10aから平均画素データ10bを求め、平均画素データ10bを用いて、画像データ10cに対して1/4サブサンプリングを行なった画像データ10dを出力する。サブサンプリング部24によって元の画像データ10cを1/4にサブサンプリングすることにより、図3に示した探索範囲(大領域)及び図4に示した探索範囲(小領域)も縮小され、探索に要するデータ量が少なくなる。   Next, the operation will be described. FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the image coding apparatus in FIG. In FIG. 10, the sub-sampling unit 24 obtains average pixel data 10b from four pixel data 10a in the image data 10c, and performs 1/4 sub-sampling on the image data 10c using the average pixel data 10b. The image data 10d is output. By subsampling the original image data 10c to ¼ by the subsampling unit 24, the search range (large region) shown in FIG. 3 and the search range (small region) shown in FIG. The amount of data required is reduced.

以上のように、この実施の形態4によれば、動きベクトル探索を行なう画像に対してサブサンプリングを行なうことにより、動きベクトルの探索範囲が縮小されるので、動きベクトル探索の演算処理量や、同処理に用いるハードウェア資源を抑制することができる。   As described above, according to the fourth embodiment, the motion vector search range is reduced by performing sub-sampling on the image on which the motion vector search is performed. Hardware resources used for the processing can be suppressed.

実施の形態5.
以下、この発明の実施の形態5について説明する。図11は、実施の形態5について説明する図である。実施の形態1では、動きベクトル探索対象のマクロブロックbについて補間ベクトルを求める際に、マクロブロックbの横方向のマクロブロックaの動きベクトルを用いていた(図2参照)。実施の形態5では、図11に示すように、マクロブロックbの縦方向のマクロブロックaと、画像t−1についても縦方向のマクロブロックc、dを用いて補間ベクトルを求める。なお、横方向のマクロブロック(実施の形態1)と縦方向のマクロブロック(実施の形態5)について、それぞれの動きベクトルを併せて補間してもよいし、縦方向のマクロブロックのみでマクロブロックbの補間ベクトルを求めてもよい。
Embodiment 5. FIG.
The fifth embodiment of the present invention will be described below. FIG. 11 is a diagram for explaining the fifth embodiment. In Embodiment 1, the motion vector of the macroblock a in the horizontal direction of the macroblock b is used when obtaining the interpolation vector for the macroblock b subject to motion vector search (see FIG. 2). In the fifth embodiment, as shown in FIG. 11, the interpolation vector is obtained using the macroblock a in the vertical direction of the macroblock b and the macroblocks c and d in the vertical direction for the image t-1. Note that, for the horizontal macroblock (Embodiment 1) and the vertical macroblock (Embodiment 5), the respective motion vectors may be interpolated together, or only the vertical macroblock can be interpolated. You may obtain | require the interpolation vector of b.

次に、動作について説明する。図11において、動きベクトル探索対象マクロブロックbに最も近い上下の全探索を行ったマクロブロックaの動きベクトルを、それぞれV[m][n−2]、V[m][n+2]とする。また、マクロブロックbの所属する画像tの直前に入力された画像t−1において、マクロブロックbと同位置のマクロブロックcの動きベクトルをV[m’][n’]、その近傍上下に位置するマクロブロックdの動きベクトルをそれぞれ、V[m’][n’−1]、V[m’][n’+1]とする。図1の動きベクトル補間部16は、これらの5個の動きベクトルを補間することにより、補間ベクトルC[m][n]を求める。以後の処理は、実施の形態1と同様であるので省略する。   Next, the operation will be described. In FIG. 11, let V [m] [n−2] and V [m] [n + 2] be the motion vectors of the macroblock a that has been subjected to full search up and down closest to the motion vector search target macroblock b. In addition, in the image t−1 input immediately before the image t to which the macroblock b belongs, the motion vector of the macroblock c at the same position as the macroblock b is V [m ′] [n ′], and the vicinity thereof is up and down. Let V [m ′] [n′−1] and V [m ′] [n ′ + 1] be the motion vectors of the macroblock d located. The motion vector interpolation unit 16 in FIG. 1 obtains an interpolation vector C [m] [n] by interpolating these five motion vectors. Since the subsequent processing is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

以上のように、この実施の形態5によれば、実施の形態1の横方向のマクロブロックの動きベクトルに加えて、縦方向のマクロブロックの動きベクトルを用いることで、補間ベクトルC[m][n]の精度を高めることができる。   As described above, according to the fifth embodiment, the interpolation vector C [m] is obtained by using the motion vector of the vertical macroblock in addition to the motion vector of the horizontal macroblock of the first embodiment. The accuracy of [n] can be increased.

実施の形態6.
以下、この発明の実施の形態6について説明する。図12は、実施の形態6を説明する図である。実施の形態6では、実施の形態1の画像tのマクロブロックbの補間ベクトルを求める場合に、直前の画像t−1の動きベクトルの一部を保存することで、演算処理に使用するメモリ量の削減を行う。例えば、図12のように、動きベクトルメモリ21(図1参照)に保存した直前の画像t−1の動きベクトルのうち、動きベクトル探索対象のマクロブロックbと同位置の動きベクトルを保存していない場合には、同位置の近傍(右上、右下、左上、左下)に位置するマクロブロックdの動きベクトルを用いてマクロブロックbの補間ベクトルを求める。
Embodiment 6 FIG.
The sixth embodiment of the present invention will be described below. FIG. 12 is a diagram for explaining the sixth embodiment. In the sixth embodiment, when the interpolation vector of the macroblock b of the image t in the first embodiment is obtained, a part of the motion vector of the immediately preceding image t-1 is saved, thereby storing the amount of memory used for the arithmetic processing. Reduce. For example, as shown in FIG. 12, a motion vector at the same position as the macroblock b subject to motion vector search is stored among the motion vectors of the immediately preceding image t-1 stored in the motion vector memory 21 (see FIG. 1). If not, the interpolation vector of the macroblock b is obtained using the motion vector of the macroblock d located near the same position (upper right, lower right, upper left, lower left).

以上のように、この実施の形態6によれば、動きベクトルメモリ21に直前の画像t−1の動きベクトルの一部を保存することにより、ハードウェアの演算処理に使用するメモリ量を削減することができる。また、実施の形態1または実施の形態5に加えて、画像t−1でマクロブロックbと同位置から斜め方向のマクロブロックを選出することで、より補間ベクトルC[m][n]の精度を高めることができる。   As described above, according to the sixth embodiment, by storing a part of the motion vector of the immediately preceding image t-1 in the motion vector memory 21, the amount of memory used for hardware arithmetic processing is reduced. be able to. In addition to Embodiment 1 or Embodiment 5, by selecting a macroblock in an oblique direction from the same position as the macroblock b in the image t-1, the accuracy of the interpolation vector C [m] [n] is further improved. Can be increased.

本発明の実施の形態1に係る画像符号化装置の構成図である。It is a block diagram of the image coding apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の画像符号化装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the image coding apparatus of FIG. 図1中の第1動きベクトル探索部による動きベクトル探索範囲を説明する図である。It is a figure explaining the motion vector search range by the 1st motion vector search part in FIG. 図1中の第2動きベクトル探索部による動きベクトル探索範囲を説明する図である。It is a figure explaining the motion vector search range by the 2nd motion vector search part in FIG. 本発明の実施の形態2に係る画像符号化装置の構成図である。It is a block diagram of the image coding apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図5の画像符号化装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the image coding apparatus of FIG. 本発明の実施の形態3に係る画像符号化装置の構成図である。It is a block diagram of the image coding apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図7の画像符号化装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the image coding apparatus of FIG. 本発明の実施の形態4に係る画像符号化装置の構成図である。It is a block diagram of the image coding apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 図9の画像符号化装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the image coding apparatus of FIG. 本発明の実施の形態5について説明する図である。It is a figure explaining Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6について説明する図である。It is a figure explaining Embodiment 6 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 入力画像信号、2 並べ替え部、3 減算器、4 直交変換部、5 量子化部、6 可変長符号化部、7 バッファ、8 符号化データ、9 逆量子化部、10 逆直交変換部、11 加算器、12 第1画像メモリ、13 第2画像メモリ、14 動き補償部、15 第1動きベクトル探索部、16 第2動きベクトル探索部、17 第1遅延回路、18 第2遅延回路、19 動きベクトル補間部、20 セレクタ、21 動きベクトルメモリ、22 動きベクトル探索制御部、23 ブロック相関評価部、24 サブサンプリング部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input image signal, 2 Rearrangement part, 3 Subtractor, 4 Orthogonal transformation part, 5 Quantization part, 6 Variable length coding part, 7 Buffer, 8 Encoded data, 9 Inverse quantization part, 10 Inverse orthogonal transformation part 11 adder, 12 first image memory, 13 second image memory, 14 motion compensation unit, 15 first motion vector search unit, 16 second motion vector search unit, 17 first delay circuit, 18 second delay circuit, 19 motion vector interpolation unit, 20 selector, 21 motion vector memory, 22 motion vector search control unit, 23 block correlation evaluation unit, 24 subsampling unit.

Claims (6)

画像を所定の水平画素数と所定の垂直ライン数からなるブロックに分割して符号化する画像符号化装置において、
第1のブロックに設定した第1の探索範囲に対して全探索を行い、前記第1のブロックの動きベクトルを探索する第1動きベクトル探索部と、
複数の前記第1のブロックの動きベクトルと、時系列で前記画像より過去の画像のブロックの動きベクトルとを用いて補間を行い、第2のブロックに設定する第2の探索範囲の中心点を求める動きベクトル補間部と、
前記第2の探索範囲に対して全探索を行い、前記第2のブロックの動きベクトルを探索する第2動きベクトル探索部とを備えることを特徴とする画像符号化装置。
In an image encoding device for encoding an image by dividing the image into blocks each having a predetermined number of horizontal pixels and a predetermined number of vertical lines,
A first motion vector search unit that performs a full search for the first search range set in the first block and searches for a motion vector of the first block;
Interpolation is performed using a plurality of motion vectors of the first block and a motion vector of a block of an image past the image in time series, and a center point of a second search range set in the second block is determined. A desired motion vector interpolation unit;
An image coding apparatus comprising: a second motion vector search unit that performs a full search on the second search range and searches for a motion vector of the second block.
前記動きベクトル補間部は、
前記画像において前記第2のブロックの近傍に位置する前記第1のブロックの動きベクトルと、
前記過去の画像において前記画像における前記第2のブロックと同位置のブロックの動きベクトルと、
前記過去の画像において前記同位置のブロックの近傍に位置するブロックの動きベクトルとを補間することにより、前記第2の探索範囲の中心点を示す補間ベクトルを求めることを特徴とする請求項1記載の画像符号化装置。
The motion vector interpolation unit
A motion vector of the first block located in the vicinity of the second block in the image;
A motion vector of a block at the same position as the second block in the image in the past image;
The interpolation vector indicating the center point of the second search range is obtained by interpolating a motion vector of a block located in the vicinity of the block at the same position in the past image. Image coding apparatus.
前記画像における前記第1のブロックの位置と、前記過去の画像における前記第1のブロックの位置とが異なるように設定する動きベクトル探索制御部を備えることを特徴とする請求項2記載の画像符号化装置。   The image code according to claim 2, further comprising: a motion vector search control unit configured to set the position of the first block in the image to be different from the position of the first block in the past image. Device. 前記画像において前記第2のブロックの近傍に位置する前記第1のブロックと、前記過去の画像において前記第2のブロックと同位置のブロックと、前記同位置のブロックの近傍に位置するブロックとについて、それぞれのブロックと前記第2のブロックとの相関性を評価するブロック相関評価部を備え、
前記動きベクトル補間部が、前記相関性の高いブロックの動きベクトルに対して重み付けすることを特徴とする請求項2記載の画像符号化装置。
The first block located near the second block in the image, the block located at the same position as the second block in the past image, and the block located near the block located at the same position A block correlation evaluation unit for evaluating the correlation between each block and the second block;
The image coding apparatus according to claim 2, wherein the motion vector interpolation unit weights a motion vector of the highly correlated block.
前記画像データをサブサンプリングして画素数を減少させたサブサンプリング画像を生成するサブサンプリング部を備えることを特徴とする請求項2記載の画像符号化装置。   The image coding apparatus according to claim 2, further comprising a subsampling unit that generates a subsampled image in which the number of pixels is reduced by subsampling the image data. 前記過去の画像の動きベクトルを保存する動きベクトルメモリを備えたことを特徴とする請求項2から請求項5のうちのいずれか1項記載の画像符号化装置。
6. The image encoding apparatus according to claim 2, further comprising a motion vector memory that stores a motion vector of the past image.
JP2005071438A 2005-03-14 2005-03-14 Image encoding device Pending JP2006254347A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005071438A JP2006254347A (en) 2005-03-14 2005-03-14 Image encoding device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005071438A JP2006254347A (en) 2005-03-14 2005-03-14 Image encoding device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006254347A true JP2006254347A (en) 2006-09-21

Family

ID=37094309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005071438A Pending JP2006254347A (en) 2005-03-14 2005-03-14 Image encoding device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006254347A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011104993A1 (en) * 2010-02-24 2011-09-01 シャープ株式会社 Image encoding device, image decoding device, and data structure
JP2011223071A (en) * 2010-04-02 2011-11-04 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Predictive vector generator, encoder, decorder, and program
WO2011152315A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 ソニー株式会社 Image processing device and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09238346A (en) * 1996-03-01 1997-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Motion vector searching method and device therefor
JP2001145109A (en) * 1999-11-11 2001-05-25 Nec Corp Moving vector detecting device
JP2004356747A (en) * 2003-05-27 2004-12-16 Kddi Corp Image matching method and apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09238346A (en) * 1996-03-01 1997-09-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Motion vector searching method and device therefor
JP2001145109A (en) * 1999-11-11 2001-05-25 Nec Corp Moving vector detecting device
JP2004356747A (en) * 2003-05-27 2004-12-16 Kddi Corp Image matching method and apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011104993A1 (en) * 2010-02-24 2011-09-01 シャープ株式会社 Image encoding device, image decoding device, and data structure
JPWO2011104993A1 (en) * 2010-02-24 2013-06-17 シャープ株式会社 Image encoding apparatus and image decoding apparatus
US9832465B2 (en) 2010-02-24 2017-11-28 Sharp Kabushiki Kaisha Image encoding device and image decoding device
USRE48074E1 (en) 2010-02-24 2020-06-30 Velos Media, Llc Image encoding device and image decoding device
JP2011223071A (en) * 2010-04-02 2011-11-04 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Predictive vector generator, encoder, decorder, and program
WO2011152315A1 (en) * 2010-06-04 2011-12-08 ソニー株式会社 Image processing device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7601495B2 (en) Video processing method, bitstream generation method, and video processing device
KR102760093B1 (en) Memory access window and padding for motion vector refinement and motion compensation
CN104539951B (en) The method performed by video coding apparatus
KR102642784B1 (en) Limited memory access window for motion vector refinement
JP2010045816A (en) Device and method for performing half-pixel accuracy fast search in video coding
KR20040075317A (en) Moving picture signal coding method, decoding method, coding apparatus, and decoding apparatus
KR102701434B1 (en) An error surface based sub-pixel accurate refinement method for decoder side motion vector refinement
JP4166781B2 (en) Motion vector detection apparatus and motion vector detection method
JP2015195575A (en) Moving picture encoding device and method
JP2011029863A (en) Decoding processing method
JP2007124408A (en) Motion vector detection apparatus and motion vector detection method
KR20070033345A (en) How to retrieve global motion vector
JP2006254347A (en) Image encoding device
US6788741B1 (en) Device and method of retrieving high-speed motion
JP4797999B2 (en) Image encoding / decoding device
US7852939B2 (en) Motion vector detection method and device of the same
US11528485B2 (en) Encoding apparatus and program
JP6961781B2 (en) Image coding method and image decoding method
JP2007158855A (en) Motion vector detection apparatus and motion vector detection method
KR101650056B1 (en) Method and appratus for encoding images using motion prediction by multiple reference, and method and apparatus for decoding images using motion prediction by multiple reference
KR101590875B1 (en) Method and appratus for encoding images using motion prediction by multiple reference, and method and apparatus for decoding images using motion prediction by multiple reference
KR20250046208A (en) A method of encoding/decoding a video and recording medium storing bitstream
JP2006166061A (en) Motion vector detection method
JP2006217449A (en) Motion vector detection method
JP2004088309A (en) Motion vector detection method, motion vector detection device, video coding method, video coding device, communication device.

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071010

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071128

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080723

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090609

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090616

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091222

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100511