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JPH0614739B2 - Image signal motion compensation interframe predictive coding / decoding method and apparatus - Google Patents
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JPH0614739B2 - Image signal motion compensation interframe predictive coding / decoding method and apparatus - Google Patents

Image signal motion compensation interframe predictive coding / decoding method and apparatus

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JPH0614739B2
JPH0614739B2 JP60180106A JP18010685A JPH0614739B2 JP H0614739 B2 JPH0614739 B2 JP H0614739B2 JP 60180106 A JP60180106 A JP 60180106A JP 18010685 A JP18010685 A JP 18010685A JP H0614739 B2 JPH0614739 B2 JP H0614739B2
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signal
image signal
motion vector
prediction
block
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鋼一 柴垣
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は画像信号の動き補償フレーム間予測符号化・復
号化方法とその装置(以下予測符号化方法、予測複号化
方法、予測符号化装置及び予測復号化装置と称す)に関
し、特に画像信号の効率的な符号化および復号化を行う
ブロックマッチング型の予測符号化・復号化方法とその
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Field of Industrial Application> The present invention relates to a motion-compensated interframe predictive coding / decoding method for an image signal and its apparatus (hereinafter, predictive coding method, predictive decoding method, predictive coding). The present invention relates to an apparatus and a predictive decoding apparatus), and more particularly to a block matching type predictive encoding / decoding method and apparatus for efficiently encoding and decoding an image signal.

〈従来技術〉 画像信号の予測符号化・復号化方法に動き補償フレーム
間の予測符号化・復号化がある。この方法では、予測信
号として前フレーム信号を直接用いず動きベクトルだけ
ずれた前フレームの信号を用いる。
<Prior Art> As a predictive coding / decoding method for image signals, there is predictive coding / decoding between motion compensation frames. In this method, the signal of the previous frame deviated by the motion vector is used as the prediction signal without directly using the signal of the previous frame.

第6図は動き補償フレーム間の予測符号化・復号化方法
の画像信号の動きを示す説明図である。例えば第6図に
示すように、時間t=tOにおける座標(XO,YO)の
信号Aに対する予測信号の値は動きベクトルが=(V
X,VY)であるなら、時間t=tO−τの前フレームに
於ける座標が(XO−VX,YO−VY)の信号Cによって
定める。ここで動きベクトルは信号Aの近傍の画像に
於ける1フレーム間の変位量でありその大きさおよび向
きは一般に信号Aの位置により異なる。この方法では動
きベクトルさえ精度良く求めれば信号Cは信号Aと非常
に近い値となるので予測誤差信号は0に近い小さな値と
なり符号化効率は高くなる。動きベクトルの求め方とし
てはブロックマッチング法等が提案されている。以下ブ
ロックマッチング法について説明する。まず画面を多数
のブロックに分割する。そして各々のブロックについ
て、前フレーム中に多数の位置のずれたブロックを取り
その中で最も類似度の高いブロックを検出する。この時
の現フレームのブロックと前フレームのブロックのずれ
を動きベクトルとする。ブロックマッチングを用いた動
き補償フレーム間予測符号化については、その一例が19
81年電子通信学会論文誌B VOL.J64−B No1
P24−P31に掲載されている二宮らによる論文〈フ
レーム間予測符号化に於ける動き補正予測方式〉に詳し
く書かれている。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the motion of an image signal in the predictive coding / decoding method between motion compensation frames. For example, as shown in FIG. 6, the value of the prediction signal for the signal A at the coordinate (X O , Y O ) at time t = t O is the motion vector = (V
X, if a V Y), at coordinates before frame time t = t O-tau is determined by a signal C of (X O -V X, Y O -V Y). Here, the motion vector is a displacement amount for one frame in an image near the signal A, and its magnitude and direction generally differ depending on the position of the signal A. In this method, the signal C becomes a value very close to the signal A if only the motion vector is obtained with high accuracy, so the prediction error signal becomes a small value close to 0 and the coding efficiency becomes high. A block matching method or the like has been proposed as a method of obtaining a motion vector. The block matching method will be described below. First, the screen is divided into many blocks. Then, for each block, a large number of displaced blocks are taken in the previous frame, and the block with the highest degree of similarity is detected. The shift between the block of the current frame and the block of the previous frame at this time is defined as a motion vector. One example of motion-compensated interframe predictive coding using block matching is 19
1981 IEICE Transactions B VOL. J64-B No1
It is described in detail in the article "Motion Compensation Prediction Method in Interframe Predictive Coding" by Ninomiya et al., Published on P24-P31.

〈従来技術の問題点〉 以上述べたような従来の、空間解像度の低下した画像信
号に対して動き補償フレーム間予測符号化・復号化を行
う例においては、それより空間解像度の高い画像信号に
対して動き補償フレーム間予測符号化・復号化を行うと
きに比べて画素当たりの情報量が増加するという欠点が
ある。その理由は以下のとおりである。動き補償フレー
ム間予測符号化・復号化の場合、画素と画素の間の位置
に真の動きベクトルがくるときには、動きベクトル検出
をする際、真の動きベクトルが求まらず2画素のうちの
いずれかの画素の位置に量子化された動きベクトルが検
出される。そのため画像信号の空間解像度が低下するほ
ど、画素と画素の間隔は大きくなり動きベクトルが粗く
検出され、予測誤差信号の値が大きくなり画素当たりの
情報量が増加するというわけである。
<Problems of Prior Art> In the conventional example in which motion-compensated interframe predictive coding / decoding is performed on an image signal having a reduced spatial resolution as described above, an image signal having a higher spatial resolution is used. On the other hand, there is a drawback in that the amount of information per pixel increases as compared with the case of performing motion compensation interframe predictive coding / decoding. The reason is as follows. In the case of motion-compensated interframe predictive coding / decoding, when a true motion vector comes at a position between pixels, the true motion vector is not found when the motion vector is detected, and A quantized motion vector is detected at the position of any pixel. Therefore, as the spatial resolution of the image signal decreases, the interval between pixels increases, the motion vector is detected coarsely, the value of the prediction error signal increases, and the amount of information per pixel increases.

〈発明の目的〉 本発明の目的は、空間解像度の低下した画像信号に対し
て、従来のブロックマッチング型の動き補償フレーム間
予測符号化・復号化方法に比べて画質の劣化を抑えつつ
画素当たりの情報量を削減するブロックマッチング型の
動き補償フレーム間予測符号化・復号化方法およびその
装置を提供することにある。
<Object of the Invention> An object of the present invention is to reduce the deterioration of the image quality of an image signal with reduced spatial resolution as compared to the conventional block matching type motion-compensated interframe predictive coding / decoding method. It is an object of the present invention to provide a block-matching motion compensation interframe predictive coding / decoding method and apparatus for reducing the amount of information.

〈発明の構成〉 (1)本発明の予測符号化・複号化方法は、送信側に於い
ては、標本化された入力画像信号の標本点数が多くなる
ように空間補間し、前記入力画像信号の現フレームのブ
ロックと類似度が最も高い空間補間された前記入力画像
信号の前フレームのブロックを検出し、前記現フレーム
のブロックと検出された前記前フレームのブロックとの
位置のずれを示す小数動きベクトルを求め、前記入力画
像信号と予測信号より予測誤差信号と局部復号信号を求
め、前記局部復号信号を空間補間し、空間補間された前
記局部復号信号を前記小数動きベクトルに従って可変遅
延して前記予測信号を作成し、前記予測誤差信号と前記
小数動きベクトルとを圧縮符号化して伝送し、受信側に
於いては、圧縮符号化された前記予測誤差信号と前記小
数動きベクトルとを伸張復号化し、伸張復号化された前
記予測誤差信号と受信側予測信号より再生画像信号を再
生し、前記再生画像信号を空間補間し、空間補間された
前記再生画像信号を伸張復号化された前記小数動きベク
トルに従って可変遅延して前記受信側予測信号としてい
る。
<Structure of the Invention> (1) The predictive coding / decoding method of the present invention is such that, at the transmitting side, spatial interpolation is performed so that the number of sampled points of the sampled input image signal increases, and the input image The block of the previous frame of the input image signal, which is spatially interpolated with the highest degree of similarity with the block of the current frame of the signal, is detected, and the positional shift between the block of the current frame and the detected block of the previous frame is shown. Obtaining a decimal motion vector, obtaining a prediction error signal and a local decoded signal from the input image signal and the prediction signal, spatially interpolating the local decoded signal, and variably delaying the spatially interpolated local decoded signal according to the decimal motion vector. The prediction error signal and the decimal motion vector are compression-encoded and transmitted. At the receiving side, the compression-encoded prediction error signal and the decimal motion vector are transmitted. Vector is decompressed and decoded, a reproduced image signal is reproduced from the decompressed and decoded prediction error signal and a receiving side predicted signal, the reproduced image signal is spatially interpolated, and the spatially interpolated reproduced image signal is decompressed and decoded. The reception side prediction signal is variably delayed according to the converted decimal motion vector.

(2)また本発明の予測符号化装置は、標本化された入力
画像信号の標本点数が多くなるように空間補間する手段
と、前記入力画像信号の現フレームのブロックと類似度
が最も高い空間補間された前記入力画像信号の前フレー
ムのブロックを検出し、前記現フレームのブロックと検
出された前記前フレームのブロックの位置のずれを示す
小数動きベクトルを求める手段と、前記入力画像信号と
予測信号より予測誤差信号と局部復号信号を求める手段
と、前記局部復号信号を空間補間する手段と、空間補間
された前記局部複号信号を前記小数動きベクトルに従っ
て可変遅延して前記予測信号を作成する手段と、前記予
測誤差信号と前記小数動きベクトルとを圧縮符号化する
手段とを具備している。
(2) Further, the predictive coding apparatus of the present invention is a means for spatially interpolating so that the number of sampled points of the sampled input image signal is large, and a space having the highest similarity with the block of the current frame of the input image signal. Means for detecting a block of a previous frame of the interpolated input image signal and obtaining a fractional motion vector indicating a positional shift between the block of the current frame and the detected block of the previous frame; Means for obtaining a prediction error signal and a locally decoded signal from the signal, means for spatially interpolating the locally decoded signal, and variable delaying the spatially interpolated local decoding signal according to the decimal motion vector to create the predicted signal And means for compressing and encoding the prediction error signal and the fractional motion vector.

(3)さらにまた本発明の予測復合化装置は、画像信号に
対してブロック毎に小数動きベクトルを検出し、前記小
数動きベクトルに従って動き補償フレーム間予測符号化
することにより得られる予測誤差信号と前記小数動きベ
クトルとを圧縮符号化した信号を入力し、圧縮符号化さ
れた前記予測誤差信号と前記小数動きベクトルとを伸張
復号化する手段と、伸張複号化された前記予測誤差信号
と受信側予測信号より再生画像信号を再生する手段と、
前記再生画像信号を空間補間する手段と、空間補間され
た前記再生画像信号を伸張復号化された前記小数動きベ
クトルに従って可変遅延する手段と、可変遅延された前
記再生画像信号を空間間引きして前記受像側予測信号と
する手段とを具備している。
(3) Furthermore, the prediction decoding apparatus of the present invention detects a decimal motion vector for each block with respect to an image signal, and a prediction error signal obtained by performing motion compensation interframe predictive coding according to the decimal motion vector, Means for inputting a compression-encoded signal of the fractional motion vector, decompressing and decoding the compression-encoded prediction error signal and the fractional motion vector, and receiving the decompression-decoded prediction error signal Means for reproducing the reproduced image signal from the side prediction signal,
Means for spatially interpolating the reproduced image signal, means for variably delaying the spatially interpolated reproduced image signal in accordance with the decompressed decimal motion vector, and spatially thinning out the variably delayed reproduced image signal And a means for making the image side prediction signal.

〈発明の原理〉 空間解像度の低下した画像信号に対して、従来の動き補
償フレーム間予測符号化・復号化を行うと、動きベクト
ルが粗く検出された予測誤差信号の値が大きくなり、画
素当たりの情報量が増加する。そこで本発明に於いて
は、次の2点について従来のブロックマッチング型の動
き補償フレーム間予測符号化・復号化を変更する。
<Principle of Invention> When conventional motion-compensated interframe predictive coding / decoding is performed on an image signal having a reduced spatial resolution, the value of a prediction error signal in which a motion vector is roughly detected becomes large, and The amount of information in is increased. Therefore, in the present invention, the conventional block matching type motion compensation interframe predictive coding / decoding is changed for the following two points.

(i)動きベクトルを検出する際、空間解像度の低下し
た画像信号を空間補間することによって空間補間する前
には検出できなかった細かい動きを検出する。
(I) When detecting a motion vector, a fine motion that could not be detected before the spatial interpolation is detected by spatially interpolating the image signal having the reduced spatial resolution.

(ii)局部複号信号を空間補間したのち小数動きベクト
ルに従って小数画素遅延する。そして再び空間間引きを
行い空間補間する前の解像度に戻しこれを予測信号とす
る。
(Ii) The local decoding signal is spatially interpolated and then delayed by a fractional pixel according to the fractional motion vector. Then, spatial thinning is performed again to restore the resolution before spatial interpolation, and this is used as a prediction signal.

上述の(i)のようにして検出された動きベクトルによ
って示される前フレームの位置には、空間補間する前に
は標本点が存在しないため、この動きベクトルを小数動
きベクトルと本発明に於いては称する。
At the position of the previous frame indicated by the motion vector detected as described in (i) above, since there is no sample point before spatial interpolation, this motion vector is referred to as a decimal motion vector in the present invention. Will call.

また上述の(ii)のようにすると細かい動きを補償した
予測信号を作成することが可能であるため、空間解像度
の低下した画像信号に対して従来のブロックマッチング
型の動き補償フレーム間予測符号化・復号化を行う場合
に比べて、予測を適確に行なうことが可能である。
Further, since the prediction signal in which the fine motion is compensated can be created as in the above (ii), the conventional block matching type motion-compensated inter-frame predictive coding is applied to the image signal with the reduced spatial resolution. -It is possible to perform prediction more accurately than when decoding is performed.

〈実施例〉 次に、本発明について図面を参照して説明する。<Example> Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図ないし第4図は本発明の予測符号化装置のそれぞ
れ第1ないし第4の実施例のブロック図、第5図は本発
明の予測復合化装置の一実施例のブロック図、第6図は
動き補償フレーム間の予測符号化・復号化方法の画像信
号の動きを示す説明図である。
1 to 4 are block diagrams of the first to fourth embodiments of the predictive coding apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the predictive decoding apparatus according to the present invention. The figure is an explanatory diagram showing the motion of an image signal in the predictive coding / decoding method between motion compensation frames.

始めに第1図により、本発明の予測符号化装置の第1の
実施例について説明する。入力端子100に加えられた
画像信号は減算回路13とブロックマッチング型小数動
きベクトル検出回路10と1フレームを記憶できるフレ
ームメモリ11に供給される。フレームメモリ11に供
給された画像信号は空間補間回路12に送られここで空
間補間され、およそ1フレーム時間遅延したのちに小数
動きベクトル検出に用いられる。ブロックマッチング型
小数動きベクトル検出回路10に於いては、入力端子1
00から供給される画像信号と空間補間回路12から供
給される空間補間された前フレームの画像信号とを用い
て画像の動きを検出する。ブロックマッチング型小数動
きベクトル検出回路10に於いて検出された小数動きベ
クトルは可変遅延回路19と圧縮符号化回路21に供給
される。減算回路13に於いては、入力端子100から
供給される画像信号と空間間引き回路20から供給され
る空間間引きされた予測信号との差が求められる。この
差すなわち予測誤差信号は量子化回路14に供給され量
子化される。量子化には、線形量子化および非線形量子
化等があり、いずれかが選択される。線形量子化に於い
ては予測誤差信号の下位ビットを削減しビット数を低減
することによって伝送すべき情報量を削減する。また非
線形量子化に於いては、非線形量子化特性に従って量子
化操作が行なわれ予測誤差信号のビット数が低減され
る。この量子化された予測誤差信号は逆量子化回路15
と圧縮符号化回路21に供給される。逆量子化回路15
に供給された予測誤差信号はここで逆量子化され加算回
路16に供給される。逆量子化に於いても線形逆量子化
および非線形逆量子化等がありいずれかが選択される。
線形逆量子化に於いては、予測誤差信号の下位に量子化
回路14で削減したビット数だけ0を加え量子化する前
のビット数に戻すという操作が行われる。また非線形逆
量子化に於いても、非線形逆量子化特性に従って量子化
する前のビット数に戻すという操作が行われる。加算回
路16に於いては、逆量子化回路15から供給される逆
量子化された予測誤差信号と空間間引き回路20から供
給される予測信号との和が求められる。この和すなわち
局部復号信号はフレームメモリ17に供給されたのち空
間補間回路18に出力される。空間補間回路18に於い
ては、局部復号化信号が空間補間され可変遅延回路19
に供給される。可変遅延回路19に於いては、ブロック
マッチング型小数動きベクトル検出回路10から供給さ
れる小数動きベクトルを用いて動き補償された予測信号
を発生し空間間引き回路20に供給する。空間間引き回
路20に於いては、予測信号が空間間引きされて、減算
回路13と加算回路16に供給される。圧縮符号化回路
21に於いては、量子化回路14から供給される量子化
された予測誤差信号とブロックマッチング型小数動きベ
クトル検出回路10から供給される小数動きベクトルと
が圧縮符号化され伝送路1000に出力される。
First, a first embodiment of the predictive coding apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The image signal applied to the input terminal 100 is supplied to the subtraction circuit 13, the block matching fractional motion vector detection circuit 10 and the frame memory 11 capable of storing one frame. The image signal supplied to the frame memory 11 is sent to the spatial interpolation circuit 12 where it is spatially interpolated, and after being delayed by about one frame time, it is used for decimal motion vector detection. In the block matching type decimal motion vector detection circuit 10, the input terminal 1
00 and the spatially interpolated previous frame image signal supplied from the spatial interpolation circuit 12 to detect the motion of the image. The fractional motion vector detected by the block matching fractional motion vector detection circuit 10 is supplied to the variable delay circuit 19 and the compression encoding circuit 21. In the subtraction circuit 13, the difference between the image signal supplied from the input terminal 100 and the spatially thinned prediction signal supplied from the spatial thinning circuit 20 is obtained. This difference, that is, the prediction error signal is supplied to the quantization circuit 14 and quantized. Quantization includes linear quantization and non-linear quantization, and either one is selected. In linear quantization, the amount of information to be transmitted is reduced by reducing the lower bits of the prediction error signal and reducing the number of bits. In addition, in the non-linear quantization, the quantization operation is performed according to the non-linear quantization characteristic, and the number of bits of the prediction error signal is reduced. The quantized prediction error signal is the inverse quantization circuit 15
And the compression encoding circuit 21. Inverse quantization circuit 15
The prediction error signal supplied to the above is inversely quantized here and is supplied to the adding circuit 16. In the inverse quantization, there are linear inverse quantization and non-linear inverse quantization, and either one is selected.
In the linear dequantization, an operation of adding 0 to the lower order of the prediction error signal by the number of bits reduced by the quantization circuit 14 and returning to the number of bits before quantization is performed. Also in the non-linear inverse quantization, an operation of returning to the number of bits before the quantization is performed according to the non-linear inverse quantization characteristic. In the adder circuit 16, the sum of the dequantized prediction error signal supplied from the dequantization circuit 15 and the prediction signal supplied from the spatial thinning circuit 20 is obtained. This sum, that is, the locally decoded signal is supplied to the frame memory 17 and then output to the spatial interpolation circuit 18. In the spatial interpolation circuit 18, the locally decoded signal is spatially interpolated and the variable delay circuit 19
Is supplied to. The variable delay circuit 19 generates a motion-compensated prediction signal using the fractional motion vector supplied from the block matching fractional motion vector detection circuit 10 and supplies it to the spatial thinning circuit 20. In the space decimating circuit 20, the prediction signal is decimated in space and supplied to the subtracting circuit 13 and the adding circuit 16. In the compression coding circuit 21, the quantized prediction error signal supplied from the quantization circuit 14 and the fractional motion vector supplied from the block matching type fractional motion vector detection circuit 10 are compression-encoded and transmitted. Output to 1000.

次に第2図に示す第2の実施例は、第1図における量子
化回路14および逆量子化回路15のない予測符号化装
置である。この第2の実施例では、入力端子100から
供給される画像信号と空間間引き回路20から供給され
る空間間引きされた予測信号との差、すなわち予測誤差
信号は、そのまま圧縮符号化回路21および加算回路1
6に加えられる。この場合には、量子化誤差のない高品
質の符号化画像が得られる。
Next, the second embodiment shown in FIG. 2 is a predictive coding apparatus without the quantizing circuit 14 and the dequantizing circuit 15 in FIG. In the second embodiment, the difference between the image signal supplied from the input terminal 100 and the spatially thinned prediction signal supplied from the spatial thinning circuit 20, that is, the prediction error signal, is directly applied to the compression coding circuit 21 and addition. Circuit 1
Added to 6. In this case, a high quality coded image with no quantization error can be obtained.

また第3図に示す第3の実施例は、第1図における量子
化回路14および逆量子化回路15のない予測符号化装
置と等価な機能を持ち、第2の実施例とは異なる構成の
予測符号化装置である。この第3の実施例では、入力端
子300から供給される画像信号は減算回路33へ加え
られるとともに、フレームメモリ34にも加えられる。
フレームメモリ34に加えられた画像信号は、空間補間
回路35、可変遅延回路36,空間間引き回路37を経
て、動きベクトルだけ遅延され、減算回路33に加えら
れる。減算回路33では、この動きベクトルだけ遅延さ
れた画像信号と、全く遅延を受けない画像信号との差が
とられ、この差信号が圧縮符号化回路38に与えられ
る。
The third embodiment shown in FIG. 3 has a function equivalent to that of the predictive coding apparatus without the quantization circuit 14 and the dequantization circuit 15 shown in FIG. 1, and has a configuration different from that of the second embodiment. This is a predictive coding device. In the third embodiment, the image signal supplied from the input terminal 300 is added to the subtraction circuit 33 and the frame memory 34.
The image signal added to the frame memory 34 is delayed by the motion vector through the spatial interpolation circuit 35, the variable delay circuit 36, and the spatial thinning circuit 37, and then added to the subtraction circuit 33. In the subtraction circuit 33, the difference between the image signal delayed by this motion vector and the image signal which is not delayed at all is calculated, and this difference signal is given to the compression encoding circuit 38.

さらに、第1図に示す第1の実施例で量子化の代りにD
CT(Discrete Cosine Transform、ディスクリートコ
サイン変換)などの直交変換を行うことも可能であり、
これらは目的に応じて適宜選択される。
Further, instead of quantization in the first embodiment shown in FIG.
It is also possible to perform orthogonal transformation such as CT (Discrete Cosine Transform).
These are appropriately selected according to the purpose.

他に、第4の実施例として動きベクトルを検出する際
に、入力画像信号と空間補間された局部復号信号を使う
予測符号化装置も考えられる。第4図に示す第4の実施
例では、ブロックマッチング型小数動きベクトル検出回
路40は、入力端子400から供給された画像信号機と
空間補間回路46から得られる空間補間された局部復号
信号を比較することにより動きベクトルを検出し、可変
遅延回路47に加える。この場合には、フレームメモリ
が一つで済むため装置構成が簡単となる。
In addition, as a fourth embodiment, a predictive coding device that uses a spatially interpolated local decoded signal and an input image signal when detecting a motion vector is also conceivable. In the fourth embodiment shown in FIG. 4, the block matching fractional motion vector detection circuit 40 compares the image signal supplied from the input terminal 400 with the spatially interpolated locally decoded signal obtained from the spatial interpolation circuit 46. Thus, the motion vector is detected and added to the variable delay circuit 47. In this case, only one frame memory is required, and the device configuration is simple.

次に、本発明の予測復号化装置の一実施例について、第
5図により説明する。伝送路5000より供給される圧縮符
号化された信号は伸張復号化回路50に供給される。伸
張復号化回路50に於いては、圧縮復号化された予測誤
差信号と小数動きベクトルが伸張復号化され、それぞれ
逆量子化回路51と可変遅延回路55供給される。逆量
子化回路51に於いては、量子化された予測誤差信号か
逆量子化され加算回路52に供給される。加算回路52
に於いては、逆量子化回路51から供給される逆量子化
された予測誤差信号と空間間引き回路56から供給され
る予測信号とから画像信号が予測復号化される。予測復
号化された画像信号は出力端子500とフレームメモリ
53に供給される。フレームメモリ53に供給された画
像信号は空間補間回路54に送られ、ここで空間補間さ
れ予測信号を発生するために可変遅延回路55に供給さ
れる。可変遅延回路55に於いては、伸張復号化回路5
0から供給される小数動きベクトルに従って予測信号を
発生し空間間引き回路56に供給する。空間間引き回路
56に於いては、予測信号が空間間引きされ加算回路5
2に供給される。
Next, an embodiment of the predictive decoding apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The compression-encoded signal supplied from the transmission line 5000 is supplied to the decompression decoding circuit 50. In the decompression decoding circuit 50, the compression-decoded prediction error signal and the fractional motion vector are decompression-decoded and supplied to the dequantization circuit 51 and the variable delay circuit 55, respectively. In the dequantization circuit 51, the quantized prediction error signal is dequantized and supplied to the addition circuit 52. Adder circuit 52
In this case, the image signal is predictively decoded from the dequantized prediction error signal supplied from the dequantization circuit 51 and the prediction signal supplied from the spatial thinning circuit 56. The predictively decoded image signal is supplied to the output terminal 500 and the frame memory 53. The image signal supplied to the frame memory 53 is sent to the spatial interpolation circuit 54, where it is spatially interpolated and supplied to the variable delay circuit 55 to generate a prediction signal. In the variable delay circuit 55, the decompression decoding circuit 5
A prediction signal is generated according to the fractional motion vector supplied from 0, and is supplied to the spatial thinning circuit 56. In the space thinning circuit 56, the prediction signal is thinned out in space and the adding circuit 5
2 is supplied.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明は、 (i)動きベクトルを検出する際、空間解像度の低下し
た画像信号を空間補間することによって空間補間する前
には検出できなかった細かい動きを検出する (ii)局部復号信号を空間補間したのち小数動きベクト
ルに従って小数画素遅延する。そして再び空間間引きを
行い空間補間する前の解像度に戻しこれを予測信号とす
る ことにより、空間解像度の低下した画像信号に対し、従
来のブロックマッチング型の動き補償フレーム間予測符
号化・復号化方法を適用する場合に比べて、動きベクト
ルが細かく検出され予測をより的確に行うことができ、
そのため予測誤差信号の値が小さくなり、画素当たりの
情報量が低減できる効果がある。
<Effects of the Invention> As described above, according to the present invention, (i) when detecting a motion vector, a fine motion that cannot be detected before spatial interpolation is performed by spatially interpolating an image signal having a reduced spatial resolution. Detecting (ii) The locally decoded signal is spatially interpolated and then delayed by a fractional pixel according to the fractional motion vector. Then, spatial decimation is performed again and the resolution before spatial interpolation is restored to be used as a prediction signal, so that the conventional block matching type motion-compensated interframe prediction coding / decoding method is applied to an image signal with a reduced spatial resolution. Compared with the case of applying, the motion vector is detected in detail and the prediction can be performed more accurately.
Therefore, the value of the prediction error signal becomes small, and the amount of information per pixel can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図ないし第4図は本発明の予測符号化装置のそれぞ
れ第1ないし第4の実施例のブロック図、第5図は本発
明の予測復合化装置の一実施例のブロック図、第6図は
動き補償フレーム間の予測符号化・復号化方法の画像信
号の動きを示す説明図である。 10,30,40……ブロックマッチング型小数動きベ
クトル検出回路、11,17,31,34,45,53
……フレームメモリ、12,18,32,35,46,
54……空間補間回路、13,33,41……減算回
路、14,42……量子化回路、15,43,51……
逆量子化回路、16,44,52……加算回路、19,
36,47,55……可変遅延回路、20,37,4
8,56……空間間引き回路、21,38,49……圧
縮符号化回路、50……伸張復号化回路、100,30
0,400……入力端子、500……出力端子、1000,
3000,4000,5000……伝送路。
1 to 4 are block diagrams of the first to fourth embodiments of the predictive coding apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of an embodiment of the predictive decoding apparatus according to the present invention. The figure is an explanatory diagram showing the motion of an image signal in the predictive coding / decoding method between motion compensation frames. 10, 30, 40 ... Block matching type decimal motion vector detection circuit, 11, 17, 31, 34, 45, 53
... Frame memory, 12, 18, 32, 35, 46,
54 ... Spatial interpolation circuit, 13, 33, 41 ... Subtraction circuit, 14, 42 ... Quantization circuit, 15, 43, 51 ...
Inverse quantization circuit, 16, 44, 52 ... Addition circuit, 19,
36, 47, 55 ... Variable delay circuit, 20, 37, 4
8, 56 ... Spatial decimation circuit, 21, 38, 49 ... Compression coding circuit, 50 ... Decompression decoding circuit, 100, 30
0,400 …… input terminal, 500 …… output terminal, 1000,
3000, 4000, 5000 ... Transmission line.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】送信側に於いては、標本化された入力画像
信号の標本点数が多くなるように空間補間し、前記入力
画像信号の現フレームのブロックと類似度が最も高い空
間補間された前記入力画像信号の前フレームのブロック
を検出し、前記現フレームのブロックと検出された前記
前フレームのブロックとの位置のずれを示す小数動きベ
クトルを求め、前記入力画像信号と予測信号より予測誤
差信号と局部復号信号を求め、前記局部復号信号を空間
補間し、空間補間された前記局部復号信号を前記小数動
きベクトルに従って可変遅延して前記予測信号を作成
し、前記予測誤差信号と前記小数動きベクトルとを圧縮
符号化して伝送し、受信側に於いては、圧縮符号化され
た前記予測誤差信号と前記小数動きベクトルとを伸張複
号化し、伸張復号化された前記予測誤差信号と受信側予
測信号より再生画像信号を再生し、前記再生画像信号を
空間補間し、空間補間された前記再生画像信号を伸張復
号化された前記小数動きベクトルに従って可変遅延して
前記受信側予測信号とすることを特徴とする画像信号の
動き補償フレーム間予測符号化・復号化方法。
1. On the transmission side, spatial interpolation is performed so that the number of sample points of a sampled input image signal is large, and spatial interpolation having the highest similarity with the block of the current frame of the input image signal is performed. A block of the previous frame of the input image signal is detected, a decimal motion vector indicating a positional shift between the block of the current frame and the detected block of the previous frame is obtained, and a prediction error is obtained from the input image signal and the prediction signal. A signal and a local decoded signal are obtained, the local decoded signal is spatially interpolated, the spatially interpolated local decoded signal is variably delayed according to the decimal motion vector to create the prediction signal, and the prediction error signal and the decimal motion are generated. Vector is compression-encoded and transmitted, and at the receiving side, the compression-encoded prediction error signal and the fractional motion vector are decompressed and decompressed. The reproduced image signal is reproduced from the predicted error signal and the receiving side predicted signal, the reproduced image signal is spatially interpolated, and the spatially interpolated reproduced image signal is variably delayed according to the decompressed decimal motion vector. A motion-compensated interframe predictive coding / decoding method for an image signal, characterized in that the prediction signal is used as the reception side prediction signal.
【請求項2】標本化された入力画像信号の標本点数が多
くなるように空間補間する手段と、前記入力画像信号の
現フレームのブロックと類似度が最も高い空間補間され
た前記入力画像信号の前フレームのブロックを検出し、
前記現フレームのブロックと検出された前記前フレーム
のブロックの位置のずれを示す小数動きベクトルを求め
る手段と、前記入力画像信号と予測信号より予測誤差信
号と局部復号信号を求める手段と、前記局部復号信号を
空間補間する手段と、空間補間された前記局部復号信号
を前記小数動きベクトルに従って可変遅延して前記予測
信号を作成する手段と、前記予測誤差信号と前記小数動
きベクトルとを圧縮符号化する手段とを具備することを
特徴とする画像信号の動き補償フレーム間予測符号化装
置。
2. A means for spatially interpolating so as to increase the number of sampled points of the sampled input image signal, and a spatially interpolated input image signal of the highest similarity with a block of the current frame of the input image signal. Detect the block of the previous frame,
Means for obtaining a fractional motion vector indicating a positional shift between the block of the current frame and the detected block of the previous frame; means for obtaining a prediction error signal and a local decoded signal from the input image signal and the prediction signal; Means for spatially interpolating the decoded signal, means for variably delaying the spatially interpolated local decoded signal according to the decimal motion vector to create the prediction signal, and compression coding of the prediction error signal and the decimal motion vector And a motion compensation interframe predictive coding apparatus for image signals.
【請求項3】画像信号に対してブロック毎に小数動きベ
クトルを検出し、前記小数動きベクトルに従って動き補
償フレーム間予測符号化することにより得られる予測誤
差信号と前記小数動きベクトルとを圧縮符号化した信号
を入力し、圧縮符号化された前記予測誤差信号と前記小
数動きベクトルとを伸張復号化する手段と、伸張復号化
された前記予測誤差信号と受信側予測信号より再生画像
信号を再生する手段と、前記再生画像信号を空間補間す
る手段と、空間補間された前記再生画像信号を伸張復号
化された前記小数動きベクトルに従って可変遅延する手
段と、可変遅延された前記再生画像信号を空間間引きし
て前記受信側予測信号とする手段とを具備することを特
徴とする画像信号の動き補償フレーム間予測複合化装
置。
3. A prediction error signal obtained by detecting a decimal motion vector for each block of an image signal and performing motion compensation interframe predictive coding according to the decimal motion vector and the decimal motion vector are compression coded. Means for decompressing the compression-encoded prediction error signal and the fractional motion vector, and reproducing the reproduced image signal from the decompression-decoded prediction error signal and the reception-side prediction signal. Means, means for spatially interpolating the reproduced image signal, means for variably delaying the spatially interpolated reproduced image signal according to the decompressed decimal motion vector, and spatial thinning of the variable delayed reproduced image signal. And a means for setting the reception side prediction signal.
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