运动预测方法及其装置制造方法及图纸

按照本发明专利技术的运动预测方法及其装置，根据用于测出象素单元的运动矢量的误差值中对应于测出的运动矢量的前一帧内的图象信息组及该图象信息组上下左右各移动一个象素所产生的图象信息组，与要进行运动预测的本帧内的图象信息组间的图象信号进行比较，而产生误差值。对所得的误差值进行上下比较，检测出半象素单元运动矢量的垂直分量，而进行左右比较，则检测出半象素运动矢量的水平分量，这就使检测出半象素单元运动矢量所必要的信息量大幅度减少。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及运动预测方法及其装置，尤其涉及数字图象信号编码的DPCM(差分脉冲偏码调制)制式中，用决定运动矢量的运动预测时产生的误差值，可以更进一步地对微细动作作出预测的运动预测方法及其装置。一般，在高清晰度电视(HDTV)、数字磁带录象机(数字VTR)及多种记录载体等的用连续数字图象信号的图象处理装置中，为了更有效地压缩传输的信息，已经提出了许多编码方式，其中之一就是用视频信号各帧之间存在的信息相关性进行编码的DPCM编码制式。DPCM制式中，把时间上相邻的帧间差分信号编码的情况下，处理运动图象要比处理静止图象时的编码信息量多得多，这是它的缺点。但是，如果知道当前一帧(下称本帧)的哪个特定的信息组是由以前的信息组的哪一部分运动而来，即本帧的特定图象与前一帧的哪个部分最相似，因为这个差值是很小的，所以可望有效地进行信息压缩。因此，如果把运动预测用于DPCM制式，只要把相互对应的前一帧给定的图象信息组与本帧给定的图象信息组的信号差的少量差分信息进行编码，就可提高传输效率。至于运动预测方法，就是把运动图象，即把帧间有移动的区域的运动程度作为运动矢量，把本帧内运动图象与前一帧相比，计算出在哪个方向上有何种程度的移动。而且，对应于上述运动预测，以大约的运动矢量来移动前一帧信号，作为运动补偿。作为象素单元的运动预测方法，已提出各种方案。通常，时间相邻的两帧之间的运动，由于没有准确固定数象素单元的可能性居多，如果把表示固定数目象素单元的运动矢量用作运动补偿，那末，恐怕就会在运动补偿方面产生较大的误差。因此，为了减小这样的运动补偿误差，需要作辅助象素单元(以下称之为“副象素”)的运动矢量计算。为此，有用半象素单元(下称“半象素”)作为副象素单元的运动预测方法，首先简单地说明采用已有方法的半象素单元的运动预测方法。附图说明图1的装置由以下各部分组成输入本帧图象信号，形成由N1×N2象素构成的图象信息组的N1×N2信息组形成部1、输入前一帧图象信号，形成由M1×M2象素构成的图象信息组的M1×M2探索区域形成部2、输入N1×N2信息组形成部1的信号和M1×M2探索区域形成部2的信号而检测出象素单元的运动矢量MV1的第1探索部3、输入N1×N2信息组形成部1以及M1×M2探索区域形成部2的输出信号，而用与第1探索部3所检测出的上述运动矢量MV1相应的前一帧内的基准象素及其周围象素算出基准象素周围半象素位置的图象信号值的半象素内插部4、输入N1×N2信息组形成部1以及半象素内插部4的输出信号，而输出半象素单元的运动矢量MV2的第2探索部5以及输入第1探索部3与第2探索部5的输出信号MV1，MV2，而输出运动矢量MV的综算部6。在N1×N2信息组形成部1，输入本帧图象信号，形成N1×N2大小的信息组。在M1×M2探索区域形成部2，则输入前一帧图象信号，而形成M1×M2大小的探索区域。第1探索部3让本帧的N1×N2信息组在前一帧的探索区域内移动象素单元，比较两个信息组之间的象素信息，找出探索区域内平均绝对误差(MAE)或均方误差(MSE)最小值的位置，就算出固定数象素单元的运动矢量MV1。第1探索部3生成的固定数象素单元的运动矢量MV1输入到综算部6与半象素内插部4。半象素内插部4用线性内插法在前一帧内根据固定数象素单元的运动矢量MV1从指定的基准象素及其周围象素计算出半象素值，然后输出到第二探索部5。图2中，“O”表示象素单元间隔，“X”表示半象素单元间隔。第2探索部5在与已得到的固定数象素单元的运动矢量MV1所对应的前一帧图象信息组向上下左右各移动半个象素得到8个半象素运动矢量的位置“X”及运动矢量MV1位置内检测有最小运动补偿误差的位置，从而确定出半象素位置的细微调整值的矢量成分(-1/2，0，1/2之中的一个)，然后输出去。综算部6把从第1探索部3输出的固定数象素单元的运动矢量MV1与从第2探索部5输出的半象素单元的运动矢量MV2进行矢量计算，来确定用于运动预测的整个运动矢量MV。例如，综算部6在来自第1探索部3的象素单元的运动矢量MV＝(X，Y)上加上来自第2探索部5的半象素单元的运动矢量的左右方向分量-1/2，确定出运动矢量MV＝X-1/2，Y。上述已有的方法是采用象素间隔单元的运动矢量来确定信息组位置，如果用根据所确定的信息组位置及位于该信息组位置周围的象素间的内插而得到所要的半象素值，并用平均绝对误差MAE来一个个计算8个半象素的运动位置，即图2的“X”，就必须依据固定数象素单元的运动预测时产生的误差来求出运动矢量。因此，这种方法存在的问题是为了预测半象素单元的运动矢量而进行的信息处理需要很长的时间。为解决上述的问题，本专利技术的目的是提供一种运动予测方法，该方法的步骤是首先根据本帧所给图象信息组与前一帧内的图象信息组之间的运动矢量予测的误差值内的象素单元的运动矢量，让所确定的前一帧内的所给图象信息组及该信息组向左右上下各移动一个象素间隔，由所得图象信息组的比较产生误差值，然后用产生的误差值的大小比较，予测副象素单元的运动矢量，进一步对细微运动作可能的补偿。本专利技术的另一个目的是提供一种运动预测装置，它首先根据用于本帧所给的图象信息组与前一帧内的图象信息组之间的运动矢量预测的误差值之内的象素单元的运动矢量，让所确定的前一帧内的所给的图象信息组及该信息组向左右上下各移动一个象素间隔，产生取决于所得到的信息组的误差值，再对所产生的误差值作的大小比较预测出副象素单元的运动矢量，进一步对细微运动作可能的补偿。为达到上述的目的，对相邻的帧间图象信号作比较来预测图象运动的方法，本专利技术的预测方法的特征在于包括下述步骤形成由本帧的图象信号构成的第1图象信息组与由前一帧的图象信号构成的第2图象信息组的步骤;存贮在第2图象信息组之中，把上述与第1图象信息组有相同信息组大小的多个图象信息组的图象信号和上述的第1图象信息组作比较，产生多个误差值的步骤;用上述产生的误差值检测出象素单元运动矢量的第1运动矢量的步骤;用检测出的上述第1运动矢量的误差值，与上述第1运动矢量相对应的前一帧的图象信息组的基准图象信息组及该基准图象信息组向上下左右分别移动一个象素位置的周围图象信息组和第1图象信息组之间的图象信号作比较，而输出所产生的给定误差值的步骤;用上述的输出的误差值产生半象素单元的第2运动矢量的步骤;以及将上述的第1运动矢量与第2运动矢量进行矢量相加的步骤。而且，为达到本专利技术的另一个目的，把相邻帧间的图象信号用来预测图象运动的装置中，本专利技术的预测装置的特征在于包括如下各部分输入本帧图象信号，形成第1图象信息组的部件;输入前一帧图象信号，形成第2图象信息组的部件;输入来自第1图象信息组的形成部件及第2图象信息组的形成部件的输出图象信号，而检测出象素单元的运动矢量的第1运动矢量，将对应于测出的第1运动矢量的前一帧内的基准图象信息组作为中心，向上下左右各移动一个象素，把由此而产生的周围图象信息组和上述基准图象信息组与上述第1图象信息组按所给形态作图象信号比较，而输出误差值的探索部件;输入从上述探索部件输出的误差值产生半象素单元的第2运动矢量的半象素调整部件;以及输入上述的第1运动矢量与第2运动矢量而作矢量相加的输出部件。图1是表示已本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对相邻帧间的图象信号作比较，而预测图象运动的运动预测方法，其特征在于包括：形成由本帧图象信号构成的第１图象信息组以及由前一帧图象信号构成的第２图象信息组的步骤；把存储在第２图象信息组内而与前述第１图象信息组具有相同信息组大小的多个图象信息组的图象信号和上述第１图象信息组作比较，而产生多个误差值的步骤；用上述所产生的误差值，检测出象素单元的运动矢量即第１运动矢量的步骤；使用于上述第１运动矢量测出的误差值中，与上述第１运动矢量相应的前一帧图象信息组的基准图象信息组以及把基准信息组向上下左右各移动一个象素位置的周围图象信息组和上述第１图象信息组之间的图象信号比较，而输出产生的所给误差值的步骤；用上述输出的误差值，产生半象素单元的第２运动矢量的步骤；以及把上述第１运动矢量与第２运动矢量作矢量相加的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑济昌，安祜演，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]