[发明专利]运动检测装置和方法、运动检测集成电路和图像编码装置

说明书

技术领域

本发明涉及对构成图像的块的运动进行检测的运动检测装置、运动检测方法、运动检测集成电路和图像编码装置。

背景技术

近几年，迎来了对声音、图像及其他像素值进行综合处理的多媒体时代，提出了把过去的信息媒体即报纸、杂志、电视、无线电广播、电话等的信息传输给人的手段作为多媒体的对象。一般所谓“多媒体”不仅仅显示文字，还将图形、声音、尤其是图像等关联起来显示，但是要把上述过去的信息媒体作为多媒体的对象，则用数字形式来表示其信息是必须条件。

然而，若把上述各种信息媒体所具有的信息量按数字信息量估算，则在文字的情况下，每个字的信息量是1～2个字节，而在声音的情况下，每1秒需要64Kbits(按电话质量)，另外，对动画来说，每秒需要100Mbits(按现有电视接收质量)以上的信息量，在上述信息媒体中，目前不能直接以数字形式处理这样庞大的信息。例如，可视电话，虽然已实际使用具有64Kbits/秒～1.5Mbits/秒的传输速度的综合服务数字网(ISDN)，但是不可能直接用ISDN发送电视摄像机的影像。

因此，需要信息压缩技术，例如，在可视电话的情况下，采用由ITU-T(国际电信联合会电信标准化部门)建议的H.261或H.263标准的动画压缩技术。并且，若采用MPEG-1标准的信息压缩技术，则在通常的音乐用CD(激光唱盘)上，也可以和声音信息一起加入图像信息。

这里，所谓MPEG(Moving Picture Expects Group)，是指由ISO/IEC (国际标准化组织国际电工标准会议)制定的运动图像信号压缩的国际标准，MPEG-1是把运动图像信号压缩到1.5Mbits/秒，即把电视信号的信息压缩到约一百分之一的标准。并且，MPEG-1标准中，将作为对象的质量设定为能够以主要约1.5Mbps(Mbits/秒)的传输速度实现的中等程度，因此，在用于满足更高质量要求的标准MPEG-2中，对运动图像信号，利用2～15Mbps来实现电视播放质量。再者，现状是，由推进了MPEG-1、MPEG-2和标准化的工作组(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11)制定了MPEG-4，该MPEG-4实现比MPEG-1、MPEG-2高的压缩率，且能够以物体为单位进行编码、解码、操作，实现了多媒体时代所必要的新功能。当初MPEG-4是为了实现低位速率的编码方法的标准化而推进的，但是，现在已扩展成既包含隔行扫描图像也包含高位速率的、更通用的编码。

再者，2003年，ISO/IEC和ITU-T共同制定了更高压缩率的图像编码方式，即制定了MPEG-4AVC和H.264。现在，正在制定适合于高清(HD)图像等High Profile对应修改标准方案。作为H.264标准的应用，预计将会和MPEG-2及MPEG-4一样扩展到数字广播、DVD(数字视盘)播放机/刻录机、硬盘播放机/刻录机、摄像机、可视电话等方面。

一般，在动图像编码中，通过削减时间方向和空间方向的冗余性来进行信息量的压缩。因此，在以削减时间冗余性为目的的画面间预测编码(帧间预测编码)中，参照前方或后方的图像，以块为单位来进行运动检测和预测图像的制作，并对取得的预测图像和编码对象图像的差分值进行编码。这里，所谓图像是表示一个画面的术语，在逐行扫描的图像中表示帧，在隔行扫描图像中表示帧或场。这里，所谓隔行扫描图像是指一个帧由不同时刻的2个场构成的图像。在隔行扫描图像的编码和解码处理中，对于一个帧，可在保持帧状态下进行处理，或者作为2个场来进行处理，或者对于帧内的每个块，作为帧结构或场结构来进行处理。

不参照图像而进行画面内预测编码(帧内预测编码)的图像称为I 图像。此外，仅参照一张参照图像来进行画面间预测编码的图像称为P图像。此外，能够同时参照2张参照图像来进行画面间预测编码的图像称为B图像。B图像可以参照2张图像，可参照按显示时间的前或者后的任意组合的2张图像。参照图像可以按照编码的基本单位即宏块进行指定，但将进行了编码的位流中前面描述的参照图像称为第1参照图像，将后面描述的参照图像称为第2参照图像，来加以区别。但是，作为对这些图像进行编码时的条件，参照的图像必须是已编码的。