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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5883431
(24)【登録日】2016年2月12日
(45)【発行日】2016年3月15日
(54)【発明の名称】画像符号化方法および画像復号化方法
(51)【国際特許分類】
H04N 19/105 20140101AFI20160301BHJP
H04N 19/134 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/139 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/176 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/196 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/423 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/503 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/51 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/513 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/593 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/60 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/61 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/70 20140101ALI20160301BHJP
H04N 19/91 20140101ALI20160301BHJP
【ＦＩ】
H04N19/105
H04N19/134
H04N19/139
H04N19/176
H04N19/196
H04N19/423
H04N19/503
H04N19/51
H04N19/513
H04N19/593
H04N19/60
H04N19/61
H04N19/70
H04N19/91
【請求項の数】20
【全頁数】48
(21)【出願番号】特願2013-500883(P2013-500883)
(86)(22)【出願日】2012年2月20日
(86)【国際出願番号】JP2012001107
(87)【国際公開番号】WO2012114712
(87)【国際公開日】20120830
【審査請求日】2014年10月21日
(31)【優先権主張番号】61/446,671
(32)【優先日】2011年2月25日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】514136668
【氏名又は名称】パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ
【氏名又は名称原語表記】Ｐａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(72)【発明者】
【氏名】杉尾 敏康
(72)【発明者】
【氏名】西 孝啓
(72)【発明者】
【氏名】柴原 陽司
(72)【発明者】
【氏名】笹井 寿郎
【審査官】
畑中 高行
(56)【参考文献】
【文献】
特表２０１０−５０２１０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１１／０９９２４１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０２９０５３０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
Yeping Su and Andrew Segall，On motion vector competition，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 3rd Meeting: Guangzhou, CN, Document: JCTVC-C257，ITU-T，２０１０年１０月
【文献】
Yeping Su and Andrew Segall，CE9: Reduced resolution storage of motion vector data，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 4th Meeting: Daegu, KR, Document: JCTVC-D072，ITU-T，２０１１年 １月２０日
【文献】
Heiko Schwarz，Rec.ITU-T H.264(03/2009)-Prepublished version(JVT-AF11_draft_text.doc)，ITU-T，２００９年１１月，p.176-185
【文献】
Test Model under Consideration Output Document (draft007)，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 2nd Meeting: Geneva, CH, Document: JCTVC-B205，ITU-T，２０１０年１０月，p.78-93
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｎ１９／００−１９／９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像を符号化する画像符号化方法であって、
第１ピクチャの第１ブロックに含まれる第１サブブロックの第１動きベクトルをメモリに書き込む書き込みステップと、
前記メモリに書き込まれた前記第１動きベクトルを前記メモリから読み込む読み込みステップと、
前記メモリから読み込まれた前記第１動きベクトルを用いて、前記第１ピクチャとは異なる第２ピクチャのブロックであり前記第１ブロックの位置に対応するブロックである第２ブロックに含まれる第２サブブロックの第２動きベクトルを符号化する符号化ステップと、
前記第１ブロックに含まれる複数のサブブロックの複数の動きベクトルから、代表動きベクトルを選択する第１選択ステップと、
前記代表動きベクトルを前記第１動きベクトルの代わりに用いるか否かを決定する決定ステップと、
前記代表動きベクトルを用いるか否かを示すフラグを符号化ストリームに付加する付加ステップとを含み、
前記代表動きベクトルが用いられる場合、
前記書き込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリに書き込み、
前記読み込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリから読み込み、
前記符号化ステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを符号化する
画像符号化方法。
第１ピクチャの第１ブロックに含まれる第１サブブロックの第１動きベクトルをメモリに書き込む書き込みステップと、
前記メモリに書き込まれた前記第１動きベクトルを前記メモリから読み込む読み込みステップと、
前記メモリから読み込まれた前記第１動きベクトルを用いて、前記第１ピクチャとは異なる第２ピクチャのブロックであり前記第１ブロックの位置に対応するブロックである第２ブロックに含まれる第２サブブロックの第２動きベクトルを符号化する符号化ステップと、
前記第１ブロックに含まれる複数のサブブロックの複数の動きベクトルから、代表動きベクトルを選択する第１選択ステップと、
前記代表動きベクトルを前記第１動きベクトルの代わりに用いるか否かを決定する決定ステップと、
前記代表動きベクトルを用いるか否かを示すフラグを符号化ストリームに付加する付加ステップとを含み、
前記代表動きベクトルが用いられる場合、
前記書き込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリに書き込み、
前記読み込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリから読み込み、
前記符号化ステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを符号化する
画像符号化方法。
【請求項2】
前記画像符号化方法は、さらに、前記代表動きベクトルが参照する参照ピクチャの表示順と、前記第１動きベクトルが参照する参照ピクチャの表示順とを用いて、前記代表動きベクトルをスケーリングするスケーリングステップを含み、
前記符号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、スケーリングされた前記代表動きベクトルを用いて前記第２動きベクトルを符号化する
請求項１に記載の画像符号化方法。
前記符号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、スケーリングされた前記代表動きベクトルを用いて前記第２動きベクトルを符号化する
請求項１に記載の画像符号化方法。
【請求項3】
前記第１選択ステップでは、前記複数の動きベクトルから、双方向予測に用いられる動きベクトルを優先的に前記代表動きベクトルとして選択する
請求項１または２に記載の画像符号化方法。
請求項１または２に記載の画像符号化方法。
【請求項4】
前記第１選択ステップでは、インター予測が用いられる前記複数のサブブロックの前記複数の動きベクトルから、前記代表動きベクトルを選択する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項5】
前記第１選択ステップでは、前記複数の動きベクトルから、所定の順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項6】
前記所定の順は、前記第１ブロック内の左上の位置から右下の位置への、ラスター順またはジグザグスキャン順であり、
前記第１選択ステップでは、前記ラスター順または前記ジグザグスキャン順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項５に記載の画像符号化方法。
前記第１選択ステップでは、前記ラスター順または前記ジグザグスキャン順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項５に記載の画像符号化方法。
【請求項7】
前記所定の順は、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順であり、
前記第１選択ステップでは、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項５に記載の画像符号化方法。
前記第１選択ステップでは、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項５に記載の画像符号化方法。
【請求項8】
前記第１選択ステップでは、前記代表動きベクトルを有するサブブロックである代表サブブロックが２つ以上の動きベクトルを有している場合、前記２つ以上の動きベクトルを前記代表動きベクトルとして選択し、
前記画像符号化方法は、さらに、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する第２選択ステップを含み、
前記符号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、前記２つ以上の動きベクトルから選択された前記動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを符号化する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
前記画像符号化方法は、さらに、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する第２選択ステップを含み、
前記符号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、前記２つ以上の動きベクトルから選択された前記動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを符号化する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項9】
前記第２選択ステップでは、
前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも前方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択し、
前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも後方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択する
請求項８に記載の画像符号化方法。
前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも前方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択し、
前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも後方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択する
請求項８に記載の画像符号化方法。
【請求項10】
前記第２選択ステップでは、
前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、かつ、前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択し、
前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、または、前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかによらず、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する
請求項８または９に記載の画像符号化方法。
前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、かつ、前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択し、
前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、または、前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかによらず、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する
請求項８または９に記載の画像符号化方法。
【請求項11】
画像を復号化する画像復号化方法であって、
第１ピクチャの第１ブロックに含まれる第１サブブロックの第１動きベクトルをメモリに書き込む書き込みステップと、
前記メモリに書き込まれた前記第１動きベクトルを前記メモリから読み込む読み込みステップと、
前記メモリから読み込まれた前記第１動きベクトルを用いて、前記第１ピクチャとは異なる第２ピクチャのブロックであり前記第１ブロックの位置に対応するブロックである第２ブロックに含まれる第２サブブロックの第２動きベクトルを復号化する復号化ステップと、
前記第１ブロックに含まれる複数のサブブロックの複数の動きベクトルから、代表動きベクトルを選択する第１選択ステップと、
符号化ストリームから、前記代表動きベクトルを用いるか否かを示すフラグを取得する取得ステップとを含み、
前記代表動きベクトルが用いられる場合、
前記書き込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリに書き込み、
前記読み込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリから読み込み、
前記復号化ステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを復号化する
画像復号化方法。
第１ピクチャの第１ブロックに含まれる第１サブブロックの第１動きベクトルをメモリに書き込む書き込みステップと、
前記メモリに書き込まれた前記第１動きベクトルを前記メモリから読み込む読み込みステップと、
前記メモリから読み込まれた前記第１動きベクトルを用いて、前記第１ピクチャとは異なる第２ピクチャのブロックであり前記第１ブロックの位置に対応するブロックである第２ブロックに含まれる第２サブブロックの第２動きベクトルを復号化する復号化ステップと、
前記第１ブロックに含まれる複数のサブブロックの複数の動きベクトルから、代表動きベクトルを選択する第１選択ステップと、
符号化ストリームから、前記代表動きベクトルを用いるか否かを示すフラグを取得する取得ステップとを含み、
前記代表動きベクトルが用いられる場合、
前記書き込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリに書き込み、
前記読み込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリから読み込み、
前記復号化ステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを復号化する
画像復号化方法。
【請求項12】
前記画像復号化方法は、さらに、前記代表動きベクトルが参照する参照ピクチャの表示順と、前記第１動きベクトルが参照する参照ピクチャの表示順とを用いて、前記代表動きベクトルをスケーリングするスケーリングステップを含み、
前記復号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、スケーリングされた前記代表動きベクトルを用いて前記第２動きベクトルを復号化する
請求項１１に記載の画像復号化方法。
前記復号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、スケーリングされた前記代表動きベクトルを用いて前記第２動きベクトルを復号化する
請求項１１に記載の画像復号化方法。
【請求項13】
前記第１選択ステップでは、前記複数の動きベクトルから、双方向予測に用いられる動きベクトルを優先的に前記代表動きベクトルとして選択する
請求項１１または１２に記載の画像復号化方法。
請求項１１または１２に記載の画像復号化方法。
【請求項14】
前記第１選択ステップでは、インター予測が用いられる前記複数のサブブロックの前記複数の動きベクトルから、前記代表動きベクトルを選択する
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の画像復号化方法。
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の画像復号化方法。
【請求項15】
前記第１選択ステップでは、前記複数の動きベクトルから、所定の順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の画像復号化方法。
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の画像復号化方法。
【請求項16】
前記所定の順は、前記第１ブロック内の左上の位置から右下の位置への、ラスター順またはジグザグスキャン順であり、
前記第１選択ステップでは、前記ラスター順または前記ジグザグスキャン順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項１５に記載の画像復号化方法。
前記第１選択ステップでは、前記ラスター順または前記ジグザグスキャン順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項１５に記載の画像復号化方法。
【請求項17】
前記所定の順は、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順であり、
前記第１選択ステップでは、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項１５に記載の画像復号化方法。
前記第１選択ステップでは、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択する
請求項１５に記載の画像復号化方法。
【請求項18】
前記第１選択ステップでは、前記代表動きベクトルを有するサブブロックである代表サブブロックが２つ以上の動きベクトルを有している場合、前記２つ以上の動きベクトルを前記代表動きベクトルとして選択し、
前記画像復号化方法は、さらに、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する第２選択ステップを含み、
前記復号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、前記２つ以上の動きベクトルから選択された前記動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを復号化する
請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の画像復号化方法。
前記画像復号化方法は、さらに、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する第２選択ステップを含み、
前記復号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、前記２つ以上の動きベクトルから選択された前記動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを復号化する
請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の画像復号化方法。
【請求項19】
前記第２選択ステップでは、
前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも前方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択し、
前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも後方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択する
請求項１８に記載の画像復号化方法。
前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも前方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択し、
前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも後方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択する
請求項１８に記載の画像復号化方法。
【請求項20】
前記第２選択ステップでは、
前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、かつ、前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択し、
前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、または、前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかによらず、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する
請求項１８または１９に記載の画像復号化方法。
前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、かつ、前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択し、
前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、または、前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかによらず、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する
請求項１８または１９に記載の画像復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像を符号化する画像符号化方法、および、画像を復号化する画像復号化方法に関する。【背景技術】
【0002】
動画像符号化処理では、一般に、動画像が有する空間方向および時間方向の冗長性を利用して情報量の圧縮が行われる。ここで一般に、空間方向の冗長性を利用する方法としては、周波数領域への変換が用いられ、時間方向の冗長性を利用する方法としては、ピクチャ間予測（以降、インター予測と呼ぶ）符号化処理が用いられる。インター予測符号化処理では、あるピクチャを符号化する際に、符号化対象ピクチャに対して表示時間順で前方または後方にある符号化済みのピクチャを、参照ピクチャとして用いる。そして、その参照ピクチャに対する符号化対象ピクチャの動き検出により、動きベクトルを導出し、動きベクトルに基づいて動き補償を行って得られた予測画像データと符号化対照ピクチャの画像データとの差分を取ることにより、時間方向の冗長性を取り除く。ここで、動き検出では、符号化ピクチャ内の符号化対象ブロックと、参照ピクチャ内のブロックとの差分値を算出し、最も差分値の小さい参照ピクチャ内のブロックを参照ブロックとする。そして、符号化対象ブロックと、参照ブロックとを用いて、動きベクトルを検出する。【0003】
既に標準化されている、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、情報量の圧縮のために、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャという３種類のピクチャタイプを用いている。Ｉピクチャは、インター予測符号化処理を行わない、すなわち、ピクチャ内予測（以降、イントラ予測と呼ぶ）符号化処理を行うピクチャである。Ｐピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。Ｂピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。【0004】
また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、Ｂピクチャにおける各符号化対象ブロックのインター予測の符号化モードとして、予測画像データと符号化対象ブロックとの画像データの差分値および予測画像データ生成に用いた動きベクトルを符号化する動きベクトル検出モードがある。動きベクトル検出モードは、予測方向として、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照して予測画像を生成する双方向予測と、前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照して予測画像を生成する片方向予測を選択することができる。【0005】
また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、Ｂピクチャの符号化において、動きベクトルを導出する際に、時間予測動きベクトルモードと呼ぶ符号化モードを選択することができる。時間予測動きベクトルモードにおけるインター予測符号化方法を、図３７を用いて説明する。図３７は、時間予測動きベクトルモードにおける動きベクトルを示す説明図であり、ピクチャＢ２のブロックａを時間予測動きベクトルモードで符号化する場合を示している。この場合、ピクチャＢ２の後方にある参照ピクチャであるピクチャＰ３中の、ブロックａと同じ位置にあるブロックｂを符号化した際に用いた動きベクトルｖｂを利用する。動きベクトルｖｂは、ブロックｂが符号化された際に用いられた動きベクトルであり、ピクチャＰ１を参照している。ブロックａは、動きベクトルｖｂと平行な動きベクトルを用いて、前方向参照ピクチャであるピクチャＰ１と、後方参照ピクチャであるピクチャＰ３とから参照ブロックを取得し、２方向予測を行って符号化される。すなわち、ブロックａを符号化する際に用いられる動きベクトルは、ピクチャＰ１に対しては動きベクトルｖａ１、ピクチャＰ３に対しては動きベクトルｖａ２となる。【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】ＩＴＵ−Ｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ Ｈ．２６４「Ａｄｖａｎｃｅｄ ｖｉｄｅｏ ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ ｇｅｎｅｒｉｃ ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、２０１０年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来の時間予測動きベクトルモードでは、時間予測動きベクトル算出の際に利用する動きベクトルをあらかじめメモリに保存しておく必要がある。例えば、図３７の参照ピクチャＰ３の全ての符号化対象ブロックが双方向予測の場合、各符号化ブロックは少なくとも２本の動きベクトルを持つ。そのため、時間予測動きベクトル算出用に参照ピクチャの全ての動きベクトルを保存しておくには、大容量のメモリが必要であり、また、メモリバンド幅も増加する。【0008】
そこで、本発明は、時間予測動きベクトルモードにおける必要メモリおよびバンド幅を削減できる画像符号化方法を提供することを目的とする。【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像符号化方法は、画像を符号化する画像符号化方法であって、第１ピクチャの第１ブロックに含まれる第１サブブロックの第１動きベクトルをメモリに書き込む書き込みステップと、前記メモリに書き込まれた前記第１動きベクトルを前記メモリから読み込む読み込みステップと、前記メモリから読み込まれた前記第１動きベクトルを用いて、前記第１ピクチャとは異なる第２ピクチャのブロックであり前記第１ブロックの位置に対応するブロックである第２ブロックに含まれる第２サブブロックの第２動きベクトルを符号化する符号化ステップと、前記第１ブロックに含まれる複数のサブブロックの複数の動きベクトルから、代表動きベクトルを選択する第１選択ステップと、前記代表動きベクトルを前記第１動きベクトルの代わりに用いるか否かを決定する決定ステップと、前記代表動きベクトルを用いるか否かを示すフラグを符号化ストリームに付加する付加ステップとを含み、前記代表動きベクトルが用いられる場合、前記書き込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリに書き込み、前記読み込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリから読み込み、前記符号化ステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを符号化する。【0010】
また、前記画像符号化方法は、さらに、前記代表動きベクトルが参照する参照ピクチャの表示順と、前記第１動きベクトルが参照する参照ピクチャの表示順とを用いて、前記代表動きベクトルをスケーリングするスケーリングステップを含み、前記符号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、スケーリングされた前記代表動きベクトルを用いて前記第２動きベクトルを符号化してもよい。【0011】
また、前記第１選択ステップでは、前記複数の動きベクトルから、双方向予測に用いられる動きベクトルを優先的に前記代表動きベクトルとして選択してもよい。【0012】
また、前記第１選択ステップでは、インター予測が用いられる前記複数のサブブロックの前記複数の動きベクトルから、前記代表動きベクトルを選択してもよい。【0013】
また、前記第１選択ステップでは、前記複数の動きベクトルから、所定の順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択してもよい。【0014】
また、前記所定の順は、前記第１ブロック内の左上の位置から右下の位置への、ラスター順またはジグザグスキャン順であり、前記第１選択ステップでは、前記ラスター順または前記ジグザグスキャン順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択してもよい。【0015】
また、前記所定の順は、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順であり、前記第１選択ステップでは、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択してもよい。【0016】
また、前記第１選択ステップでは、前記代表動きベクトルを有するサブブロックである代表サブブロックが２つ以上の動きベクトルを有している場合、前記２つ以上の動きベクトルを前記代表動きベクトルとして選択し、前記画像符号化方法は、さらに、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する第２選択ステップを含み、前記符号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、前記２つ以上の動きベクトルから選択された前記動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを符号化してもよい。【0017】
また、前記第２選択ステップでは、前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも前方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択し、前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも後方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択してもよい。【0018】
また、前記第２選択ステップでは、前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、かつ、前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択し、前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、または、前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかによらず、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択してもよい。【0019】
また、本発明に係る画像復号化方法は、画像を復号化する画像復号化方法であって、第１ピクチャの第１ブロックに含まれる第１サブブロックの第１動きベクトルをメモリに書き込む書き込みステップと、前記メモリに書き込まれた前記第１動きベクトルを前記メモリから読み込む読み込みステップと、前記メモリから読み込まれた前記第１動きベクトルを用いて、前記第１ピクチャとは異なる第２ピクチャのブロックであり前記第１ブロックの位置に対応するブロックである第２ブロックに含まれる第２サブブロックの第２動きベクトルを復号化する復号化ステップと、前記第１ブロックに含まれる複数のサブブロックの複数の動きベクトルから、代表動きベクトルを選択する第１選択ステップと、符号化ストリームから、前記代表動きベクトルを用いるか否かを示すフラグを取得する取得ステップとを含み、前記代表動きベクトルが用いられる場合、前記書き込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリに書き込み、前記読み込みステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを前記メモリから読み込み、前記復号化ステップでは、前記第１動きベクトルの代わりに前記代表動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを復号化する画像復号化方法でもよい。【0020】
また、前記画像復号化方法は、さらに、前記代表動きベクトルが参照する参照ピクチャの表示順と、前記第１動きベクトルが参照する参照ピクチャの表示順とを用いて、前記代表動きベクトルをスケーリングするスケーリングステップを含み、前記復号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、スケーリングされた前記代表動きベクトルを用いて前記第２動きベクトルを復号化してもよい。【0021】
また、前記第１選択ステップでは、前記複数の動きベクトルから、双方向予測に用いられる動きベクトルを優先的に前記代表動きベクトルとして選択してもよい。【0022】
また、前記第１選択ステップでは、インター予測が用いられる前記複数のサブブロックの前記複数の動きベクトルから、前記代表動きベクトルを選択してもよい。【0023】
また、前記第１選択ステップでは、前記複数の動きベクトルから、所定の順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択してもよい。【0024】
また、前記所定の順は、前記第１ブロック内の左上の位置から右下の位置への、ラスター順またはジグザグスキャン順であり、前記第１選択ステップでは、前記ラスター順または前記ジグザグスキャン順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択してもよい。【0025】
また、前記所定の順は、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順であり、前記第１選択ステップでは、前記第１ブロック内の周辺から中心に向かう順で前記代表動きベクトルを探索することにより、前記代表動きベクトルを選択してもよい。【0026】
また、前記第１選択ステップでは、前記代表動きベクトルを有するサブブロックである代表サブブロックが２つ以上の動きベクトルを有している場合、前記２つ以上の動きベクトルを前記代表動きベクトルとして選択し、前記画像復号化方法は、さらに、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択する第２選択ステップを含み、前記復号化ステップでは、前記代表動きベクトルが用いられる場合、前記２つ以上の動きベクトルから選択された前記動きベクトルを用いて、前記第２動きベクトルを復号化してもよい。【0027】
また、前記第２選択ステップでは、前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも前方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択し、前記２つ以上の動きベクトルが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する動きベクトルと前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する動きベクトルとを含み、かつ、前記第１ピクチャが前記第２ピクチャよりも後方である場合、前記２つ以上の動きベクトルのうち前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する前記動きベクトルを選択してもよい。【0028】
また、前記第２選択ステップでは、前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、かつ、前記２つ以上の動きベクトルのいずれかが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかに基づいて、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択し、前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも前方のピクチャを参照する場合、または、前記２つ以上の動きベクトルのいずれもが前記第１ピクチャよりも後方のピクチャを参照する場合、前記第１ピクチャが表示順で前記第２ピクチャよりも前方であるか後方であるかによらず、前記２つ以上の動きベクトルから動きベクトルを選択してもよい。【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、時間予測動きベクトルモード時のメモリに保持する動きベクトル情報を適切に制御する新たな判断基準が用いられる。これにより、時間予測動きベクトルモードにおける必要メモリおよびバンド幅を削減することが可能になる。【図面の簡単な説明】
【0030】
【発明を実施するための形態】
【0031】
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。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。【0033】
画像符号化装置は、図１に示すように、減算部１０１、直交変換部１０２、量子化部１０３、逆量子化部１０５、逆直交変換部１０６、加算部１０７、ブロックメモリ１０８、フレームメモリ１０９、イントラ予測部１１０、インター予測部１１１、スイッチ部１１２、インター予測制御部１１４、ピクチャタイプ決定部１１３、時間予測動きベクトル算出部１１６、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５、および、可変長符号化部１０４を備えている。【0034】
直交変換部１０２は、入力画像列に対し、画像領域から、周波数領域への変換を行う。量子化部１０３は、周波数領域に変換された入力画像列に対し、量子化処理を行う。逆量子化部１０５は、量子化部１０３により、量子化処理された入力画像列に対し、逆量子化処理を行う。逆直交変換部１０６は、逆量子化処理された入力画像列に対し、周波数領域から、画像領域への変換を行う。【0035】
ブロックメモリ１０８は、入力画像列をブロック単位で保存するためのメモリである。フレームメモリ１０９は、入力画像列をフレーム単位で保存するためのメモリである。ピクチャタイプ決定部１１３は、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像列を符号化するかを決定し、ピクチャタイプ情報を生成する。【0036】
イントラ予測部１１０は、ブロックメモリ１０８に保存されているブロック単位の入力画像列を用いて、符号化対象ブロックをイントラ予測により符号化し、予測画像データを生成する。インター予測部１１１は、フレームメモリ１０９に保存されているフレーム単位の入力画像と、動き検出により導出した動きベクトルとを用いて、符号化対象ブロックをインター予測により符号化し、予測画像データを生成する。【0037】
ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５は、符号化対象ピクチャより、表示時間順で、前方に位置するピクチャに含まれるブロック（以降、前方参照ブロックと呼ぶ）、または、後方に位置するピクチャに含まれるブロック（以降、後方参照ブロックと呼ぶ）のいずれをｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックとするかを決定する。そして、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグをピクチャ毎に生成し、符号化対象ピクチャに付随させる。【0038】
また、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルから代表として選択される代表動きベクトルのみをｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に保存するかどうかを決定する。そして、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５は、その決定結果を示すｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグをピクチャ毎に生成し、符号化対象ピクチャに付随させる。【0039】
ここで、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックとは、符号化対象ブロックを含むピクチャとは異なるピクチャ内のブロックで、かつ、ピクチャ内における位置が、符号化対象ブロックと同じ位置になるブロックである。【0040】
時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納されているｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等のｃｏｌＰｉｃ情報を用いて、時間予測動きベクトルモードの予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出する。また、時間予測動きベクトル算出部１１６は、時間予測動きベクトルに対応する予測動きベクトルインデックスの値を割り当てる。【0041】
そして、時間予測動きベクトル算出部１１６は、時間予測動きベクトルと、予測動きベクトルインデックスを、インター予測制御部１１４に送る。ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが動きベクトルを有していない場合には、時間予測動きベクトル算出部１１６は、時間予測動きベクトルモードによる動きベクトル導出を中止するか、または、動きベクトルを０として、予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出する。【0042】
インター予測制御部１１４は、複数の予測動きベクトル候補から、動き検出により導出された動きベクトルとの誤差が最も小さい予測動きベクトル候補を用いて、動きベクトルの符号化を行うと決定する。ここで、誤差は、予測動きベクトル候補と、動き検出により導出された動きベクトルとの差分値を示す。【0043】
また、インター予測制御部１１４は、決定した予測動きベクトルに対応する予測動きベクトルインデックスをブロック毎に生成する。そして、インター予測制御部１１４は、予測動きベクトルインデックスと、予測動きベクトル候補の誤差情報とを、可変長符号化部１０４に送る。また、インター予測制御部１１４は、符号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に転送する。【0044】
ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７には、符号化対象ブロックの時間予測動きベクトルを算出するための、参照ピクチャの動きベクトル、参照ピクチャのインデックス値、および、予測方向などが格納されている。ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納される参照ピクチャの動きベクトルの数は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンの場合、後述する方法により削減される。【0045】
直交変換部１０２は、生成された予測画像データと、入力画像列との予測誤差データに対し、画像領域から、周波数領域への変換を行う。量子化部１０３は、周波数領域へ変換した予測誤差データに対し、量子化処理を行う。【0046】
可変長符号化部１０４は、量子化処理された予測誤差データ、予測動きベクトルインデックス、予測動きベクトル候補の予測誤差情報、ピクチャタイプ情報、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ、および、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグに対し、可変長符号化処理を行う。これにより、可変長符号化部１０４は、ビットストリームを生成する。【0047】
図２は、本実施の形態に係る画像符号化方法の処理フローの概要を示す。まず、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５は、予測動きベクトル候補を時間予測動きベクトルモードで導出する際に、後述する方法で、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ、および、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグなどのｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報を決定する（Ｓ１０１）。【0048】
次に、時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報に応じてｃｏｌＰｉｃメモリ１１７からｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの参照動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をリードする。そして、時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの参照動きベクトルを用いて、時間予測動きベクトルモードにより、予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出する（Ｓ１０２）。【0049】
そして、時間予測動きベクトル算出部１１６は、時間予測動きベクトルに対応する、予測動きベクトルインデックスの値を割り振る。一般に、予測動きベクトルインデックスは、値の小さい場合に必要な情報量（符号量）が少なくなる。一方、値が大きくなると、必要な情報量（符号量）が大きくなる。従って、より精度の高い動きベクトルとなる可能性の高い動きベクトルに対応する、予測動きベクトルインデックスの値を小さくすると、符号化効率が高くなる。【0050】
インター予測部１１１は、動き検出により導出された動きベクトルを用いてインター予測によりピクチャを符号化する（Ｓ１０３）。また、可変長符号化部１０４は、予測動きベクトル候補から、誤差の最も小さい予測動きベクトルを用いて、動きベクトルの符号化を行う。【0051】
例えば、インター予測制御部１１４は、予測動きベクトル候補と、動き検出により導出された動きベクトルとの差分値を誤差とし、最も誤差の小さい予測動きベクトル候補を、動きベクトルの符号化を行う際に用いると決定する。そして、可変長符号化部１０４は、選択した予測動きベクトル候補に対応する予測動きベクトルインデックスと、決定した予測動きベクトル候補の誤差情報とを可変長符号化する。【0052】
インター予測制御部１１４は、インター予測に用いた動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報を、後述する方法で、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に転送し、保存する（Ｓ１０４）。【0053】
図３は、予測動きベクトル候補の例を示している。動きベクトルＭＶ＿Ａは、符号化対象ブロックの左隣に位置する隣接ブロックＡの動きベクトルである。動きベクトルＭＶ＿Ｂは、符号化対象ブロックの上隣に位置する隣接ブロックＢの動きベクトルである。動きベクトルＭＶ＿Ｃは、符号化対象ブロックの右上隣に位置する隣接ブロックＣの動きベクトルである。また、Ｍｅｄｉａｎ（ＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃ）は、動きベクトルＡ、Ｂ、Ｃの中間値を示している。ここで、中間値は、以下のように導出される。【0054】
【数1】
【0055】
【数2】
【0056】
【数3】
【0057】
予測動きベクトルインデックスの値は、Ｍｅｄｉａｎ（ＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃ）に対応する値を０とし、動きベクトルＡに対応する値を１とし、ＭＶ＿Ｂに対応する値を２とし、ＭＶ＿Ｃに対応する値を３とし、時間予測動きベクトルに対応する値を４としている。予測動きベクトルインデックスの割り当て方は、この例に限らない。【0058】
例えば、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオフの場合は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの参照動きベクトルの数が削減されないため、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの参照動きベクトルから算出された時間予測動きベクトルの精度が高い可能性がある。そのため、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオフの場合は、時間予測動きベクトルに割り振るインデックス値を、他の予測動きベクトル候補よりも小さくすることによって、符号化効率を向上させることができる。【0059】
一方、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンの場合は、時間予測動きベクトルに割り振るインデックス値を、他の予測動きベクトル候補よりも大きくすることで、符号化効率を向上させることができる。【0060】
図４は、予測動きベクトルインデックスを可変長符号化する際に用いる、符号表の例を示している。予測動きベクトルインデックスの値の小さい順に、符号長の短い符号を割り当てている。従って、予測精度が良い可能性の高い予測動きベクトル候補に対応する、予測動きベクトルインデックスの値を小さくすることにより、符号化効率を向上させることができる。【0061】
図５は、インター予測制御部１１４における、予測動きベクトル候補の決定フローを示す図である。インター予測制御部１１４は、図５に示すフローにより、動き検出により導出した動きベクトルとの誤差が最も小さい予測動きベクトル候補を、動きベクトルを符号化する際に用いると決定する。そして、可変長符号化部１０４は、決定した予測動きベクトル候補の誤差情報と、決定した予測動きベクトルを示す予測動きベクトルインデックスを可変長符号化する。【0062】
図６は、図１に示されたｃｏｌＰｉｃメモリ１１７への読み書き処理を示す概念図である。図６において、ｃｏｌＰｉｃ情報書き込み部１１９は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄピクチャｃｏｌＰｉｃのｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの予測方向１の動きベクトルｍｖＣｏｌ１、および、予測方向２の動きベクトルｍｖＣｏｌ２を、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグに応じて、後述する方法でｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納する。【0063】
なお、本実施の形態では、予測方向１を前方参照とし、予測方向２を後方参照とする例を用いて説明するが、予測方向１を後方参照、予測方向２を前方参照、または、予測方向１および予測方向２がともに前方参照または後方参照としても構わない。【0064】
また、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックは、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄピクチャｃｏｌＰｉｃ内での位置が符号化対象ピクチャ内での符号化対象ブロックの位置に一致するブロックである。ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄピクチャｃｏｌＰｉｃが符号化対象ピクチャよりも後方であるか前方であるかは、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグによって切り替えられる。【0065】
その後、符号化対象ブロックが符号化される時に、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納された動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報を、ｃｏｌＰｉｃ情報読み込み部１１８がｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグに応じて後述する方法で読み出す。そして、時間予測動きベクトル算出部１１６によって時間予測動きベクトルが算出される。算出された時間予測動きベクトルは、符号化対象ブロックの符号化に用いられる。【0066】
図７は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンの場合の、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７への動きベクトルの読み書き処理を示す例である。図７では、符号化対象ブロックは４×４のサブブロック毎に動きベクトルを保持し、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７は、符号化対象ブロック毎に１サブブロック分の記憶領域を持っている例を示す。【0067】
ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７への書き込み時には、ｃｏｌＰｉｃ情報書き込み部１１９は、符号化対象ブロック内の動きベクトルのうち、イントラ予測で符号化されたブロック以外で、予測方向が双方向予測であるブロックの動きベクトルを優先的に選択する。そして、ｃｏｌＰｉｃ情報書き込み部１１９は、選択した１サブブロックの動きベクトルを代表動きベクトルとして、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に書き込む。【0068】
このようにイントラ予測で符号化されたブロック以外の動きベクトルを選択することで、代表動きベクトルの精度を向上させ、その結果、時間予測動きベクトルの精度を向上でき、符号化効率を向上させることができる。また、加算平均等の影響で比較的ノイズの少ない予測画像を生成することができる双方向予測の動きベクトルを優先的に選択することにより、代表動きベクトルの精度を向上させ、その結果、時間予測動きベクトルの精度を向上でき、符号化効率を向上させることができる。【0069】
一方、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７からの読み込み時には、ｃｏｌＰｉｃ情報読み込み部１１８は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納された代表動きベクトルを読み出す。【0070】
そして、ｃｏｌＰｉｃ情報読み込み部１１８は、その代表動きベクトルを与える参照ピクチャインデックス（以下、代表参照ピクチャインデックス）と、各サブブロックの参照ピクチャインデックスを用いて、後述する方法により、代表動きベクトルのスケーリング処理を行う。そして、ｃｏｌＰｉｃ情報読み込み部１１８は、スケーリング処理後の動きベクトルを、各サブブロックに設定する。【0071】
ｃｏｌＰｉｃ情報読み込み部１１８は、このように、代表動きベクトルを各サブブロックの参照ピクチャインデックスに合わせてスケーリング処理し、スケーリング処理後の動きベクトルを各サブブロックに設定する。これにより、その動きベクトルから生成される時間予測動きベクトルの精度が向上し、符号化効率を向上させることができる。【0072】
このように、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンの場合は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７への書き込み時に、符号化対象ブロックの中の動きベクトルから代表動きベクトルを選択し、代表動きベクトルのみをｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納することによって、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７の容量およびメモリバンド幅を削減することができる。図７の例では、符号化対象ブロック毎に必要なｃｏｌＰｉｃメモリ１１７の容量およびバンド幅が１６分の１に削減される。【0073】
なお、本実施の形態では、符号化対象ブロックが４×４のサブブロック毎に動きベクトルを保持するとしたが、必ずしもこれに限らない。符号化対象ブロックがＮ×Ｍのサブブロック毎に動きベクトルを保持するとすれば、（Ｎ×Ｍ）分の１のメモリ量およびバンド幅を削減することができる。【0074】
図８は、図２の決定処理（Ｓ１０１）の詳細な処理フローである。以下、図８について説明する。ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５は、前方参照ブロック、または、後方参照ブロックのいずれをｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックとするか決定する（Ｓ３０１）。例えば、前方参照ブロックの属する前方参照ピクチャと、後方参照ブロックの属する後方参照ピクチャのうち、符号化対象ピクチャと表示順において距離が近い方をｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの参照方向として決定することなどが考えられる。【0075】
そして、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが前方参照ブロックであるか後方参照ブロックであるかを示すｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグをピクチャ毎に生成し、ピクチャに付随させる。【0076】
次に、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納する動きベクトルの本数を削減して保存するかどうかを決定する（Ｓ３０２）。例えば、遅延を抑えるためにメモリバンド幅を抑える場合、または、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７の容量を削減する場合などは、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納する動きベクトルの本数を削減することが考えられる。【0077】
そして、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１５は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納する動きベクトルの本数を削減することを表すｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグを、ピクチャ毎に生成し、ピクチャに付随させる。【0078】
図９は、図２の追加処理（Ｓ１０２）の詳細な処理フローである。以下、図９について説明する。時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンかどうかを判定する（Ｓ４０１）。そして、真ならば（Ｓ４０１でＹｅｓ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７からｃｏｌＰｉｃ情報をリードし、後述する方法で代表動きベクトルをスケーリングして、各ブロックの動きベクトルに設定する（Ｓ４０２）。【0079】
ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオフの場合（Ｓ４０１でＮｏ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７からｃｏｌＰｉｃ情報をリードし、各ブロックの動きベクトルに設定する（Ｓ４０３）。【0080】
時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏｌＰｉｃ情報に含まれるｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、２つ以上の動きベクトルを有しているか、すなわち、少なくとも前方参照動きベクトル（ｍｖＬ０）と、後方参照動きベクトル（ｍｖＬ１）を有しているか否かを判断する（Ｓ４０４）。【0081】
時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、２つ以上の動きベクトルを有していると判断された場合に（Ｓ４０４でＹｅｓ）、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、後方参照ブロックであるか否かを判断する（Ｓ４０５）。ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、後方参照ブロックであると判断された場合に（Ｓ４０５でＹｅｓ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの前方参照動きベクトルを用いて、時間予測動きベクトルモードにより、時間予測動きベクトルを導出する（Ｓ４０６）。【0082】
一方、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、前方参照ブロックであると判断された場合に（Ｓ４０５でＮｏ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの後方参照動きベクトルを用いて、時間予測動きベクトルモードにより、時間予測動きベクトルを導出する（Ｓ４０８）。【0083】
時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、前方参照動きベクトルと後方参照動きベクトルとを有していないと判断された場合に（Ｓ４０４でＮｏ）、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが前方参照動きベクトルを有しているか否かを判断する（Ｓ４０９）。【0084】
ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、前方参照動きベクトルを有していると判断された場合に（Ｓ４０９でＹｅｓ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの前方参照動きベクトルを用いて、符号化対象ブロックの時間予測動きベクトルを導出する（Ｓ４１０）。時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、前方参照動きベクトルを有していないと判断された場合に（Ｓ４０９でＮｏ）、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、後方参照動きベクトルを有しているか否かを判断する（Ｓ４１１）。【0085】
ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、後方参照動きベクトルを有していると判断された場合に（Ｓ４１１でＹｅｓ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、後方参照動きベクトルを用いて、符号化対象ブロックの時間予測動きベクトルを導出する（Ｓ４１２）。ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが、後方参照動きベクトルを有していないと判断された場合には（Ｓ４１１でＮｏ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、時間予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加しない、または、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの時間予測動きベクトルを０として、予測動きベクトル候補に追加する（Ｓ４１３）。【0086】
最後に、時間予測動きベクトル算出部１１６は、参照動きベクトルに基づく導出処理（Ｓ４０６、Ｓ４０８、Ｓ４１０、Ｓ４１２）で求めた時間予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加する（Ｓ４０７）。【0087】
なお、図９の処理フローでは、時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが前方参照動きベクトルを有しているか否かについて判断した後（Ｓ４０９）、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが後方参照動きベクトルを有しているか否かについて判断している（Ｓ４１１）がこのフローに限らない。例えば、時間予測動きベクトル算出部１１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが後方参照動きベクトルを有しているか否かについて判断し、その後、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが前方参照動きベクトルを有しているか否かについて判断してもよい。【0088】
次に、時間予測動きベクトルモードにより、時間予測動きベクトルを導出する方法について、詳細に説明する。【0089】
図１０は、図９の設定処理（Ｓ４０２）の詳細な処理フローである。以下、図１０について説明する。予測方向Ｘ（Ｘ＝１、２）に対し、時間予測動きベクトル算出部１１６は、符号化対象ブロックにおける動きベクトルの保持単位であるサブブロックＮを、ラスター順等で１つ選択する（Ｓ５０１）。そして、時間予測動きベクトル算出部１１６は、サブブロックＮがインター予測で符号化されているブロックかどうかを、リードしたｃｏｌＰｉｃ情報等を用いて判定する（Ｓ５０２）。【0090】
インター予測の判定結果が偽ならば（Ｓ５０２でＮｏ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、サブブロックＮが符号化対象ブロック内の最終サブブロックかどうかを判定する（Ｓ５０６）。そして、最終サブブロックの判定結果が真ならば（Ｓ５０６でＹｅｓ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、処理を終了する。そして、最終サブブロックの判定結果が偽ならば（Ｓ５０６でＮｏ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、次のサブブロックの処理に移る（Ｓ５０１）。【0091】
インター予測の判定結果が真であれば（Ｓ５０２）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、サブブロックＮの予測方向が予測方向Ｘと一致するかどうかを、ｃｏｌＰｉｃ情報等を用いて判定する（Ｓ５０３）。予測方向の判定結果が偽であれば（Ｓ５０３でＮｏ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、サブブロックＮが最終サブブロックかどうかを判定する（Ｓ５０６）。【0092】
そして、予測方向の判定結果が真であれば（Ｓ５０３でＹｅｓ）、時間予測動きベクトル算出部１１６は、予測方向Ｘの代表動きベクトルを、予測方向Ｘの代表参照ピクチャインデックス、および、サブブロックＮの参照ピクチャインデックスを用いて、以下の式によりスケーリングし、サブブロックＮの動きベクトルを導出する（Ｓ５０４）。【0093】
ＴａｒｇｅｔＭｖ＝Ｍｖ×（ｃｕｒＰＯＣ−ＰＯＣ（ＴａｒｇｅｔＲｅｆｉｄｘ））／（ｃｕｒＰＯＣ−ＰＯＣ（Ｒｅｆｉｄｘ）） ・・・（式４）【0094】
ここで、ＴａｒｇｅｔＭｖはサブブロックＮの動きベクトル、Ｍｖは代表動きベクトル、ｃｕｒＰＯＣは符号化対象ピクチャの表示順、ＴａｒｇｅｔＲｅｆｉｄｘはサブブロックＮの参照ピクチャインデックス、Ｒｅｆｉｄｘは代表参照ピクチャインデックスを表す。また、ＰＯＣ（Ｘ）は、符号化対象ピクチャの参照ピクチャリストにおける、参照ピクチャインデックスＸが示す参照ピクチャの表示順を表す。【0095】
時間予測動きベクトル算出部１１６は、スケーリング処理（Ｓ５０４）で算出したスケーリング後の動きベクトルを、サブブロックＮの予測方向Ｘに設定する（Ｓ５０５）。そして、時間予測動きベクトル算出部１１６は、サブブロックＮが最終ブロックかどうかを判定する（Ｓ５０６）。【0096】
このように、時間予測動きベクトル算出部１１６は、代表動きベクトルを各サブブロックの参照ピクチャインデックスに合わせてスケーリング処理し、スケーリング処理後の動きベクトルを各サブブロックに設定する。これにより、その動きベクトルから生成される時間予測動きベクトルの精度が向上し、符号化効率を向上させることができる。【0097】
図１１Ａは、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが後方参照ブロックであり、前方参照動きベクトルと、後方参照動きベクトルとを有する場合に、前方参照動きベクトルを用いて、時間予測動きベクトルモードにより、予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出する方法を示している。時間予測動きベクトル算出部１１６は、前方参照動きベクトルを用いて、以下の計算式により、予測動きベクトル候補（ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ）を導出する。【0098】
ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ＝ｍｖＬ０×（Ｂ２−Ｂ０）／（Ｂ４−Ｂ０） ・・・（式５）【0099】
ここで、（Ｂ２−Ｂ０）は、ピクチャＢ２とピクチャＢ０の表示時間における時間差情報、（Ｂ４−Ｂ０）は、ピクチャＢ４とピクチャＢ０の表示時間における時間差情報を示す。【0100】
図１１Ｂは、後方参照動きベクトルを用いて、時間予測動きベクトルモードにより、予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出する方法を示している。時間予測動きベクトル算出部１１６は、後方参照動きベクトルを用いて、以下の計算式により、予測動きベクトル候補を導出する。【0101】
ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ＝ｍｖＬ１×（Ｂ２−Ｂ０）／（Ｂ４−Ｂ８） ・・・（式６）【0102】
図１２Ａは、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが前方参照ブロックであり、前方参照動きベクトルと、後方参照動きベクトルとを有する場合に、後方参照動きベクトルを用いて、時間予測動きベクトルモードにより、予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出する方法を示している。時間予測動きベクトル算出部１１６は、後方参照動きベクトルを用いて、以下の計算式により、予測動きベクトル候補を導出する。【0103】
ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ＝ｍｖＬ１×（Ｂ６−Ｂ８）／（Ｂ４−Ｂ８） ・・・（式７）【0104】
図１２Ｂは、前方参照動きベクトルを用いて、時間予測動きベクトルモードにより、予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出する方法を示している。時間予測動きベクトル算出部１１６は、前方参照動きベクトルを用いて、以下の計算式により、予測動きベクトル候補を導出する。【0105】
ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ＝ｍｖＬ０×（Ｂ６−Ｂ８）／（Ｂ４−Ｂ０） ・・・（式８）【0106】
図１３は、図２の転送処理（Ｓ１０４）の詳細な処理フローである。以下、図１３について説明する。インター予測制御部１１４は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンかどうかを判定する（Ｓ６０１）。【0107】
そして、判定結果が真ならば（Ｓ６０１でＹｅｓ）、インター予測制御部１１４は、符号化対象ブロックの動きベクトルを用いて、予測方向１および予測方向２の代表動きベクトルおよび代表参照ピクチャインデックスを後述する方法で算出する。そして、インター予測制御部１１４は、代表動きベクトルを符号化対象ブロックの動きベクトルの代わりとしてｃｏｌＰｉｃ情報に付加し、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に転送する（Ｓ６０２）。【0108】
判定結果が偽ならば（Ｓ６０１でＮｏ）、インター予測制御部１１４は、符号化対象ブロックの予測方向１および予測方向２の動きベクトル等をそのままｃｏｌＰｉｃ情報として、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に転送する（Ｓ６０３）。【0109】
図１４は、図１３の転送処理（Ｓ６０２）の詳細な処理フローである。以下、図１４について説明する。予測方向Ｘ（Ｘ＝１，２）に対し、インター予測制御部１１４は、予測方向Ｘの代表動きベクトルおよび代表参照ピクチャインデックス、および、双方向フラグの初期化を行う（Ｓ７０１）。本実施の形態では、インター予測制御部１１４は、代表動きベクトルおよび代表参照ピクチャインデックスを初期値として無効に設定し、双方向フラグを０に設定する。【0110】
次に、インター予測制御部１１４は、符号化対象ブロックにおける動きベクトルの保持単位であるサブブロックＮを、符号化対象ブロックの左上のサブブロックから図１５Ａに示すようなスキャン順（ジグザグスキャン）等に従って１つ選択する（Ｓ７０２）。そして、インター予測制御部１１４は、サブブロックＮがインター予測で符号化されたブロックであるかどうかを判定する（Ｓ７０３）。【0111】
インター予測の判定結果が真であれば（Ｓ７０３でＹｅｓ）、インター予測制御部１１４は、サブブロックＮのインター予測の予測方向が双方向予測かどうかを判定する（Ｓ７０４）。【0112】
そして、双方向予測の判定結果が真であれば（Ｓ７０４でＹｅｓ）、インター予測制御部１１４は、サブブロックＮの予測方向Ｘの動きベクトルを、予測方向Ｘの代表動きベクトルに設定する（Ｓ７０５）。また、インター予測制御部１１４は、サブブロックＮの予測方向Ｘの参照ピクチャインデックスを、予測方向Ｘの代表参照ピクチャインデックスに設定する（Ｓ７０６）。そして、インター予測制御部１１４は、双方向フラグを１に設定する（Ｓ７０７）。【0113】
このように、サブブロックＮが、加算平均等の影響で比較的ノイズの少ない予測画像を生成することができる双方向予測であれば、インター予測制御部１１４は、その動きベクトルを優先的に代表動きベクトルに設定する。これによって、代表動きベクトルの精度を向上させ、その結果、時間予測動きベクトルの精度を向上でき、符号化効率を向上させることができる。【0114】
双方向予測の判定結果が偽（Ｓ７０４でＮｏ）、つまり、サブブロックＮが双方向予測でなければ、インター予測制御部１１４は、次の判定を行う。すなわち、インター予測制御部１１４は、サブブロックＮが予測方向Ｘの動きベクトルを持ち、かつ、双方向フラグが０（符号化対象ブロック内のサブブロックに、双方向予測のサブブロックがまだ見つかっていない）かどうかを判定する（Ｓ７０９）。【0115】
そして、予測方向の判定結果が真ならば（Ｓ７０９でＹｅｓ）、インター予測制御部１１４は、サブブロックＮの予測方向Ｘの動きベクトルを、予測方向Ｘの代表動きベクトルに設定する（Ｓ７１０）。また、インター予測制御部１１４は、サブブロックＮの予測方向Ｘの参照ピクチャインデックスを、予測方向Ｘの代表参照ピクチャインデックスに設定する（Ｓ７１１）。【0116】
このように、符号化対象ブロック内のサブブロック内に双方向予測の動きベクトルがない場合、インター予測制御部１１４は、予測方向Ｘに一致する片方向予測の動きベクトルを代表動きベクトルに設定することによって、符号化効率を向上させることができる。【0117】
インター予測の判定結果が偽（Ｓ７０３でＮｏ）、または、予測方向の判定結果が偽（Ｓ７０９でＮｏ）、つまり、サブブロックＮがイントラ予測で符号化されたブロック、もしくは、予測方向Ｘの動きベクトルを持たない場合、インター予測制御部１１４は、サブブロックＮが符号化対象ブロック内の最終サブブロックであるかどうかを判定する（Ｓ７０８）。【0118】
このように、サブブロックＮが、イントラ予測で符号化されたブロックである場合、もしくは、予測方向Ｘの動きベクトルを持たない場合、インター予測制御部１１４は、代表動きベクトルに設定しないことにより、符号化効率を向上できる。【0119】
最終サブブロックの判定結果が真であれば（Ｓ７０８でＹｅｓ）、インター予測制御部１１４は、処理を終了する。そして、最終サブブロックの判定結果が偽であれば（Ｓ７０８でＮｏ）、インター予測制御部１１４は、次のサブブロックの処理を行う（Ｓ７０２）。【0120】
なお、すべてのサブブロックの処理の終了後、予測方向Ｘの代表動きベクトルおよび代表参照ピクチャインデックスが見つからなかった場合、インター予測制御部１１４は、予測方向Ｘの代表動きベクトルおよび代表参照ピクチャインデックスの値にそれらが無効であることを示す値を設定してｃｏｌＰｉｃ情報に付加してもよい。また、この場合、インター予測制御部１１４は、ｃｏｌＰｉｃ情報のデータ量を削減するために、ｃｏｌＰｉｃ情報から代表動きベクトルを除去するようにしても構わない。【0121】
このように、符号化処理ブロック内の動きベクトルから、代表動きベクトルを図１５Ａに示すようなスキャン順等で順に探索し、その値を更新することによって、画面の端の影響等を受けにくい、より精度が高い代表動きベクトルを選択でき、符号化効率を向上させることができる。なお、本実施の形態では、図１５Ａに示すような左上からのスキャン順で代表動きベクトルの探索を行うようにしたが、必ずしもこれに限らない。【0122】
例えば、符号化ピクチャ内における符号化対象ブロックの位置に応じて、左上から右下に向かって、ラスター順等で探索してもよいし、右下から左上に向かって探索するなどしてもよい。また、図１５Ｂに示すように、左上から符号化対象ブロックの中心に向かって時計回り等で代表動きベクトルの探索を行ってもよい。このように探索することで、画面の端の影響等を受けにくい、より中心に近い代表動きベクトルを選択でき、符号化効率を向上させることができる。【0123】
また、代表動きベクトルの探索を行い、最初に双方向予測のサブブロックが探索された時点で、探索を中止し、最初に探索した双方予測のサブブロックの動きベクトルを代表動きベクトルとしてよい。最初に探索した双方向予測のサブブロックの動きベクトルを代表動きベクトルとすることにより、処理量を削減しつつ、符号化効率を向上させることが可能となる。この場合、インター予測制御部１１４は、図１５Ｂの逆の順序で代表動きベクトルを探索してもよい。【0124】
このように、本実施の形態に係る画像符号化装置は、時間予測動きベクトルモード時のメモリに保持する動きベクトル情報を適切に制御する新たな判断基準を用いる。これにより、時間予測動きベクトルモードにおける必要メモリおよびバンド幅を削減することが可能になる。【0125】
より具体的には、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンの場合、画像符号化装置は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７への書き込み時に、符号化対象ブロックの各サブブロックの動きベクトルの中から、双方向予測の動きベクトルを優先しながら、代表動きベクトルを選択する。そして、画像符号化装置は、各サブブロックの動きベクトルの代わりに、代表動きベクトルをｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納することによって、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７の容量およびメモリバンド幅を削減することができる。【0126】
また、画像符号化装置は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７からの読み込み時には、代表動きベクトルを各サブブロックの参照ピクチャインデックスに合わせてスケーリング処理する。そして、画像符号化装置は、スケーリング処理後の動きベクトルを各サブブロックに設定する。これにより、画像符号化装置は、その動きベクトルから生成される時間予測動きベクトルの精度を向上させ、符号化効率を向上させることができる。【0127】
なお、本実施の形態では、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが２つ以上の動きベクトルを有している際に、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが後方参照ブロックか、前方参照ブロックかで、符号化対象ブロックの時間予測動きベクトル算出に用いるｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルを切り替えるようにした。【0128】
しかし、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックを含むピクチャに時間的に近い参照ピクチャを参照する動きベクトル（時間的な距離が短い動きベクトル）を用いて、時間予測動きベクトルを算出するようにしても構わない。ここで、時間的な距離は、表示時間順で、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックを含むピクチャと、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが参照する参照ピクチャとの間のピクチャ数に応じて決定するなどが考えられる。【0129】
また、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの２つの動きベクトルのうち、大きさが小さい動きベクトルを用いて時間予測動きベクトルを算出するようにしても構わない。ここで、動きベクトルの大きさとは、動きベクトルの絶対値などを意味する。【0130】
また、本実施の形態では、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンの場合に、符号化対象ブロックの動きベクトルから代表動きベクトルを選択し、代表動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をメモリに書き込むようにしたが、必ずしもこれに限らない。例えば、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンの場合は、符号化対象ブロックの動きベクトルだけではなく、参照ピクチャインデックスの数も削減して保存することなどが考えられる。【0131】
この場合は、例えば、図１４の処理フローで求めた代表動きベクトルと代表参照ピクチャインデックスを、ｃｏｌＰｉｃ情報の各サブブロックの動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの代わりに保存する。そして、ｃｏｌＰｉｃ情報の読み込み時には、図１０の処理フローにおいて、代表動きベクトルのスケーリング処理を行わずに、代表動きベクトルと代表参照ピクチャインデックスを、各サブブロックの動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに設定する。【0132】
これにより、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１７に格納するｃｏｌＰｉｃ情報のうち、動きベクトルだけではなく、参照ピクチャインデックスの数も削減できるため、メモリ容量およびバンド幅をより削減することができる。【0134】
本実施の形態では、復号化対象ピクチャより、表示時間順で、前方に位置するピクチャに含まれるブロックを、前方参照ブロックと呼ぶ。また、復号化対象ピクチャより、表示時間順で、後方に位置するピクチャに含まれるブロックを、後方参照ブロックと呼ぶ。【0135】
画像復号化装置は、図１６に示すように、可変長復号化部２０４、逆量子化部２０５、逆直交変換部２０６、加算部２０７、ブロックメモリ２０８、フレームメモリ２０９、イントラ予測部２１０、インター予測部２１１、スイッチ部２１２、インター予測制御部２１４、時間予測動きベクトル算出部２１６、および、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１７を備えている。【0136】
可変長復号化部２０４は、入力されたビットストリームに対し、可変長復号化処理を行い、ピクチャタイプ情報、予測動きベクトルインデックス、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグ、可変長復号化処理を行ったビットストリームを生成する。逆量子化部２０５は、可変長復号化処理を行ったビットストリームに対し、逆量子化処理を行う。逆直交変換部２０６は、逆量子化処理を行ったビットストリームを、周波数領域から、画像領域への変換し、予測誤差画像データを生成する。【0137】
ブロックメモリ２０８は、予測誤差画像データと、予測画像データが加算されて生成された画像列を、ブロック単位で保存するためのメモリである。フレームメモリ２０９は、画像列を、フレーム単位で保存するためのメモリである。【0138】
イントラ予測部２１０は、ブロックメモリ２０８に保存されているブロック単位の画像列を用いて、イントラ予測することにより、復号化対象ブロックの予測誤差画像データを生成する。インター予測部２１１は、フレームメモリ２０９に保存されているフレーム単位の画像列を用いて、インター予測することにより、復号化対象ブロックの予測誤差画像データを生成する。【0139】
時間予測動きベクトル算出部２１６は、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１７に格納されているｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等のｃｏｌＰｉｃ情報を用いて、時間予測動きベクトルモードの予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出する。また、時間予測動きベクトル算出部２１６は、時間予測動きベクトルに対応する予測動きベクトルインデックスの値を割り当てる。そして、時間予測動きベクトル算出部２１６は、時間予測動きベクトルと、予測動きベクトルインデックスを、インター予測制御部２１４に送る。【0140】
ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックが動きベクトルを有していない場合には、時間予測動きベクトル算出部２１６は、時間予測動きベクトルモードによる動きベクトル導出を中止するか、または、動きベクトルを０として、予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出してもよい。【0141】
インター予測制御部２１４は、複数の予測動きベクトル候補から、予測動きベクトルインデックスに基づいて、インター予測の際に用いる動きベクトルを決定する。また、インター予測制御部２１４は、決定した予測動きベクトル候補のベクトルの値に、予測動きベクトル候補の予測誤差情報を加算することにより、インター予測の際に用いる動きベクトルを生成する。【0142】
また、インター予測制御部２１４は、復号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグの値に応じて、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１７に転送する。【0143】
最後に、加算部２０７は、復号化した予測画像データと、予測誤差画像データとを加算することにより、復号化画像列を生成する。【0144】
図１７は、本実施の形態に係る画像復号化方法の処理フローの概要を示す。可変長復号化部２０４は、ピクチャ単位で、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ参照フラグおよびｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグを復号化することにより、取得する（Ｓ８０１）。そして、時間予測動きベクトル算出部２１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ参照フラグに基づいて、前方参照ブロックをｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックとするか、後方参照ブロックをｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックとするか決定する。【0145】
次に、時間予測動きベクトル算出部２１６は、図９および図１０と同様の方法で、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報に応じてｃｏｌＰｉｃメモリ２１７からｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの参照動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をリードする。そして、時間予測動きベクトル算出部２１６は、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの参照動きベクトルを用いて、時間予測動きベクトルモードにより、予測動きベクトル候補（時間予測動きベクトル）を導出する（Ｓ８０２）。【0146】
次に、インター予測制御部２１４は、複数の予測動きベクトル候補から、復号化した予測動きベクトルインデックスに基づいて、インター予測の際に用いる動きベクトルを決定する。また、インター予測制御部２１４は、決定した予測動きベクトル候補に、予測誤差情報を加算し、動きベクトルを導出する（Ｓ８０３）。【0147】
インター予測部２１１は、導出した動きベクトルを用いて、インター予測により復号化を行う。インター予測制御部２１４は、図１３および図１４と同様な方法で、インター予測に用いた動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報を、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグに応じて、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１７に転送し、保存する（Ｓ８０４）。ｃｏｌＰｉｃメモリ２１７には、復号化対象ブロックの時間予測動きベクトルを算出するための、参照ピクチャの動きベクトル、参照ピクチャのインデックス値、および、予測方向などが格納されている。【0148】
なお、参照ブロックが２つ以上の参照動きベクトルを有している場合に、時間予測動きベクトル算出のための参照動きベクトルの選択方法は、フラグ等に基づいていなくてもよい。例えば、参照動きベクトルの時間的な距離を算出し、時間的な距離が短い参照動きベクトルを用いてもよい。ここで、時間的な距離は、表示時間において、参照ブロックを含む参照ピクチャと、参照ピクチャが参照するピクチャとの間のピクチャ数に基づいて算出される。【0149】
また、例えば、参照動きベクトルの大きさを算出し、大きさが小さい参照動きベクトルを用いて導出した動きベクトルを時間予測動きベクトルとしてもよい。【0150】
このように、本実施の形態に係る画像復号化装置は、時間予測動きベクトルモード時のメモリに保持する動きベクトル情報を適切に制御する新たな判断基準を用いる。これにより、時間予測動きベクトルモードにおける必要メモリおよびバンド幅を削減することが可能になる。【0151】
より具体的には、復号化したｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報マージフラグがオンの場合は、画像復号化装置は、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１７への書き込み時に、復号化対象ブロックの各サブブロックの動きベクトルの中から、双方向予測の動きベクトルを優先しながら、代表動きベクトルを選択する。そして、画像復号化装置は、各サブブロックの動きベクトルの代わりに、代表動きベクトルをｃｏｌＰｉｃメモリ２１７に格納することによって、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１７の容量およびメモリバンド幅を削減することが可能になる。【0152】
また、画像復号化装置は、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１７からの読み込み時には、代表動きベクトルを各サブブロックの参照ピクチャインデックスに合わせてスケーリング処理する。そして、画像復号化装置は、スケーリング処理後の動きベクトルを各サブブロックに設定する。これにより、画像復号化装置は、その動きベクトルから生成される時間予測動きベクトルの精度を向上させ、符号化効率の高いビットストリームを適切に復号化することが可能になる。【0153】
以上、本発明に係る画像符号化装置および画像復号化装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではない。実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して得られる形態、および、実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。【0154】
例えば、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。【0155】
また、本発明に係る画像符号化装置および画像復号化装置は、それらに含まれる任意の構成要素を組み合わせて実現される画像符号化復号化装置として実現されてもよい。【0156】
また、本発明は、画像符号化装置および画像復号化装置として実現できるだけでなく、画像符号化装置および画像復号化装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現できる。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現できる。【0157】
また、画像符号化装置および画像復号化装置に含まれる複数の構成要素は、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらの構成要素は、個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩまたはウルトラＬＳＩと呼称されることもある。【0158】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。【0159】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて、画像符号化装置および画像復号化装置に含まれる構成要素の集積回路化を行ってもよい。【0160】
（実施の形態３）上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
【0161】
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）や動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、及び画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。【0162】
図１８は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。【0163】
このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。【0164】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図１８のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。【0165】
カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。【0166】
コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の画像符号化装置として機能する）、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）。【0167】
なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。【0168】
また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。ＬＳＩex５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。【0169】
また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。【0170】
以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。【0171】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１９に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）。【0172】
また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。【0173】
図２０は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。【0174】
また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５（本発明の画像符号化装置または画像復号装置として機能する）を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。【0175】
まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。【0176】
また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。【0177】
また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。【0178】
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図２１に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。【0179】
以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。【0180】
図２２に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。【0181】
以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。【0182】
また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図２０に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。【0183】
図２３Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。【0184】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２３Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。【0185】
電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。【0186】
携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。【0187】
さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。【0188】
データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。【0189】
多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。【0190】
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。【0191】
また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。【0192】
このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。【0193】
また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。【0194】
（実施の形態４）上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
【0195】
ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。【0196】
この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。【0197】
図２４は、多重化データの構成を示す図である。図２４に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。【0198】
多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。【0199】
図２５は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。【0200】
図２６は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図２６における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図２６の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。【0201】
図２７は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ−ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図２７下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。【0202】
また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。【0203】
図２８はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。【0204】
記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。【0205】
多重化データ情報ファイルは、図２９に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。【0206】
多重化データ情報は図２９に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。【0207】
ストリーム属性情報は図３０に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。【0208】
本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。【0209】
また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図３１に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。【0210】
このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。【0211】
（実施の形態５）上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図３２に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
【0212】
例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。【0213】
なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。【0214】
また、上記では、制御部ex５０１が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５０１の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。【0215】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。【0216】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。【0217】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。【0218】
（実施の形態６）上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
【0219】
この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図３３は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。【0220】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３２のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図３２の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態４で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態４で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図３５のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。【0221】
図３４は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。【0222】
さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。【0223】
また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。【0224】
さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。【0225】
このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。【0226】
（実施の形態７）テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
【0227】
この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図３６Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明は、動き補償に特徴を有していることから、例えば、動き補償については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー符号化、デブロッキング・フィルタ、逆量子化のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。【0228】
また、処理を一部共有化する他の例を図３６Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。【0229】
このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。【産業上の利用可能性】
【0230】
本発明に係る画像符号化方法および画像復号化方法は、例えば、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。【符号の説明】
【0231】
１０１ 減算部１０２ 直交変換部
１０３ 量子化部
１０４ 可変長符号化部
１０５、２０５ 逆量子化部
１０６、２０６ 逆直交変換部
１０７、２０７ 加算部
１０８、２０８ ブロックメモリ
１０９、２０９ フレームメモリ
１１０、２１０ イントラ予測部
１１１、２１１ インター予測部
１１２、２１２ スイッチ部
１１３ ピクチャタイプ決定部
１１４、２１４ インター予測制御部
１１５ ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部
１１６、２１６ 時間予測動きベクトル算出部
１１７、２１７ ｃｏｌＰｉｃメモリ
１１８ ｃｏｌＰｉｃ情報読み込み部
１１９ ｃｏｌＰｉｃ情報書き込み部
２０４ 可変長復号化部