特許 6019797 動画像符号化装置、動画像符号化方法、及びプログラム

(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】6019797

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】動画像符号化装置、動画像符号化方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/52 20140101AFI20161020BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/52

【請求項の数】10

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2012-140589(P2012-140589)

(22)【出願日】2012年6月22日

(65)【公開番号】特開2014-7488(P2014-7488A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2015年3月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100133570

【弁理士】

【氏名又は名称】▲徳▼永 民雄

(72)【発明者】

【氏名】三好 秀誠

(72)【発明者】

【氏名】木村 壽成

(72)【発明者】

【氏名】石川 将太郎

【審査官】 堀井 啓明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１７０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２５０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／００４５７７（ＷＯ，Ａ１）

(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】

それぞれが複数のブロックを含む複数のスライスに分割された符号化対象ピクチャ内の第１のスライスと第２のスライスとの境界に接する、前記第２のスライス内のブロックラインに符号化対象ブロックが含まれている場合、前記第１のスライス内のブロックを含む領域の動きを表す領域動きベクトルを求め、前記領域動きベクトルを第１の予測ベクトルとして出力する予測ベクトル生成部と、
前記第１の予測ベクトルを前記符号化対象ブロックの予測ベクトルとして用いて、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求める動きベクトル探索部と、
前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから第２の予測ベクトルを求め、前記符号化対象ブロックの動きベクトルと前記第２の予測ベクトルとの差分ベクトルを符号化し、前記符号化対象ブロックの画素値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックの画素値との差分を符号化して、符号化結果を出力する符号化部と、
を備えることを特徴とする動画像符号化装置。

【請求項2】

前記差分ベクトルを符号化しないスキップ符号化モードにおける前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求める動きベクトル生成部と、
前記スキップ符号化モードにおける前記符号化対象ブロックの動きベクトルに基づいて、前記スキップ符号化モードにおける前記符号化対象ブロックの符号化コストを計算するコスト計算部と、
前記差分ベクトルを符号化する符号化モードと前記スキップ符号化モードのうちいずれか一方の符号化モードを選択する選択部とをさらに備え、
前記動きベクトル探索部は、前記第１の予測ベクトルを前記符号化対象ブロックの予測ベクトルとして用いて、前記差分ベクトルを符号化する符号化モードにおける前記符号化対象ブロックの符号化コストを計算し、前記選択部は、前記符号化対象ブロックの符号化コストが小さい方の符号化モードを選択し、前記符号化部は、選択された符号化モードに従って前記符号化対象ブロックを符号化することを特徴とする請求項１記載の動画像符号化装置。

【請求項3】

前記予測ベクトル生成部は、前記第１のスライス内のブロックと前記符号化対象ブロックとを含む前記領域の動きを表す前記領域動きベクトルを求めることを特徴とする請求項１又は２記載の動画像符号化装置。

【請求項4】

前記符号化対象ピクチャを前記ブロックより大きなサイズの複数の領域に分割し、各領域の動きを表す動きベクトルを求めるピクチャ処理部をさらに備え、前記予測ベクトル生成部は、前記ピクチャ処理部により求められた前記複数の領域の動きベクトルのうち、前記符号化対象ブロックを含む領域の動きを表す動きベクトルを前記領域動きベクトルとして求めることを特徴とする請求項３記載の動画像符号化装置。

【請求項5】

前記予測ベクトル生成部は、前記符号化対象ピクチャ全体の平均的な動きを表す動きベクトルを前記領域動きベクトルとして求めることを特徴とする請求項３記載の動画像符号化装置。

【請求項6】

前記予測ベクトル生成部は、前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルに基づく平均的な動きベクトルを、前記領域動きベクトルとして求めることを特徴とする請求項１又は２記載の動画像符号化装置。

【請求項7】

前記符号化対象ブロックが前記第２のスライス内の前記境界に接するブロックライン以外のブロックラインに含まれている場合、前記予測ベクトル生成部は、前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから前記第２の予測ベクトルを求め、前記動きベクトル探索部は、前記第２の予測ベクトルを前記符号化対象ブロックの予測ベクトルとして用いて、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求めることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の動画像符号化装置。

【請求項8】

前記予測ベクトル生成部は、前記符号化対象ブロックが前記第２のスライス内の前記境界に接するブロックラインに含まれている場合、前記符号化対象ブロックの特徴量を求め、前記特徴量が閾値より小さい場合、前記領域動きベクトルを求めることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の動画像符号化装置。

【請求項9】

それぞれが複数のブロックを含む複数のスライスに分割された符号化対象ピクチャ内の第１のスライスと第２のスライスとの境界に接する、前記第２のスライス内のブロックラインに符号化対象ブロックが含まれている場合、前記第１のスライス内のブロックを含む領域の動きを表す領域動きベクトルを求め、
前記領域動きベクトルを前記符号化対象ブロックの第１の予測ベクトルとして用いて、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求め、
前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから第２の予測ベクトルを求め、
前記符号化対象ブロックの動きベクトルと前記第２の予測ベクトルとの差分ベクトルを符号化し、前記符号化対象ブロックの画素値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックの画素値との差分を符号化して、符号化結果を求める、
ことを特徴とする動画像符号化方法。

【請求項10】

それぞれが複数のブロックを含む複数のスライスに分割された符号化対象ピクチャ内の第１のスライスと第２のスライスとの境界に接する、前記第２のスライス内のブロックラインに符号化対象ブロックが含まれている場合、前記第１のスライス内のブロックを含む領域の動きを表す領域動きベクトルを求め、
前記領域動きベクトルを前記符号化対象ブロックの第１の予測ベクトルとして用いて、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求め、
前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから第２の予測ベクトルを求め、
前記符号化対象ブロックの動きベクトルと前記第２の予測ベクトルとの差分ベクトルを符号化し、前記符号化対象ブロックの画素値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックの画素値との差分を符号化して、符号化結果を出力する、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動画像符号化装置、動画像符号化方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

画像データはデータ量が多いため、送信装置から受信装置へ伝送される際や、記憶装置に格納される際等において、画像データの高能率符号化が行われる。ここで、「高能率符号化」とは、あるデータ列を他のデータ列に変換する符号化処理であって、そのデータ量を圧縮する処理をいう。特に、動画像データは高能率符号化されることが多い。

【0003】

代表的な動画像符号化アルゴリズムとしては、例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格が知られている。Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格は、International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector（ＩＴＵ−Ｔ）のＨ．２６４で規定されている符号化アルゴリズムである。Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格は、International Organization for Standardization（ＩＳＯ）／International Electrotechnical Commission（ＩＥＣ）のMoving Picture Experts Group phase 4 Advanced Video Coding（ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ）でも規定されている。

【0004】

動画像データには、主にフレームのみを構成単位とするデータと、フィールドを構成単位とするデータがある。動画像データの構成単位は、ピクチャと呼ばれる。動画像符号化においては、１つのピクチャを複数のブロックに分割し、複数のブロックを含むスライスが形成される場合がある。１つのブロックはｎ×ｍ個の画素により形成され、１つのピクチャは１つ以上のスライスに分割される。ｎ及びｍは４以上の整数であり、１６×１６画素のブロックがよく用いられている。Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格では、このブロックをマクロブロックと呼んでいる。

【0005】

動画像符号化アルゴリズムとして、予測符号化が知られている。代表的な予測符号化には、ピクチャ内予測（イントラ予測）符号化がある。イントラ予測符号化では、動画像データが空間方向に相関性が高いことを利用するため、符号化済みの他のピクチャのデータは用いられない。したがって、イントラ予測符号化されたピクチャについては、そのピクチャ内の情報のみで原画像を復元することができる。

【0006】

また、ピクチャ間予測（インター予測）符号化では、動画像データが時間方向に相関性が高いことを利用して予測が行われる。動画像データでは、あるタイミングのピクチャデータと次のタイミングのピクチャデータとの類似度が高いことが多いので、インター予測符号化ではその性質が利用される。

【0007】

インター予測符号化では、原画像である符号化対象ピクチャが複数のブロックに分割され、ブロック単位に符号化済みの参照ピクチャの復号画像を参照して、ブロックマッチングにより符号化対象ブロックと類似している領域が選択される。次に、類似領域と符号化対象ブロックとの画素値の差分（画素差分）を求め、冗長性が取り除かれる。そして、類似領域を示す動きベクトルの情報と、冗長性が取り除かれた画素差分とを符号化することにより、高い圧縮率の高能率符号化が実現される。

【0008】

例えば、インター予測符号化を用いたデータ伝送システムでは、送信装置において、前ピクチャから符号化対象ピクチャへの「動き」を表す動きベクトルの情報が符号化される。さらに、その前ピクチャからその動きベクトルを用いて生成された符号化対象ピクチャの予測画像と、その符号化対象ピクチャの原画像との画素差分も符号化される。次に、送信装置は、符号化された動きベクトルの情報と符号化された画素差分とを受信装置に送信する。一方、受信装置は、受信した動きベクトルの情報と画素差分から符号化対象ピクチャの原画像を復元する。

【0009】

このような送信装置等で用いられる動画像符号化装置は、Group of pictures（ＧＯＰ）構造を用いて、一定周期でイントラ予測符号化されたピクチャを送信し、残りのピクチャをインター予測符号化して送信する。ＧＯＰ構造においては、予測アルゴリズムに対応したＩピクチャ、Ｐピクチャ、及びＢピクチャの３種類のピクチャが規定されている。Ｉピクチャは、他のピクチャを参照せずに、ピクチャ内の情報のみで原画像を復元できるイントラ予測符号化により符号化されたピクチャである。Ｐピクチャ及びＢピクチャは、主にインター予測符号化により符号化されたピクチャである。

【0010】

Ｐピクチャは、過去の参照ピクチャから順方向のピクチャ間予測を行い、画素差分（予測誤差）を符号化したピクチャである。Ｂピクチャは、過去と未来の参照ピクチャから双方向のピクチャ間予測を行い、予測誤差を符号化したピクチャである。Ｂピクチャは、未来のピクチャを予測に用いるため、そのＢピクチャの符号化に先駆けて、予測に用いられる未来の参照ピクチャが符号化され、復号される。

【0011】

次に、インター予測符号化についてより詳細に説明する。Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格を例に取ると、マクロブロックはさらに小さな複数のサブブロックに分割され、サブブロック又はマクロブロックが符号化対象ブロックとなる。サブブロックの形状によって、様々なインター予測モードが存在する。インター予測の際に、複数存在する参照先の復号画像に参照インデックスが割り当てられ、サブブロック単位で参照インデックス、動きベクトル、及び画素差分が求められる。

【0012】

符号化される動きベクトルの情報としては、周辺のマクロブロックの動きベクトルを予測ベクトルとして用いて、予測ベクトルとブロックマッチングで得られた動きベクトルとの差分ベクトルが用いられる。この差分ベクトルをできるだけ小さくすることで、符号化効率を上げることができる。

【0013】

Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格では、さらに圧縮率を高めるために、暗黙的なインター予測モードであるスキップ符号化モードが存在する。スキップ符号化モードでは、参照インデックス、動きベクトル、画素差分の情報を送信することなく、原画像を復号することができる。

【0014】

例えば、Ｐピクチャの場合、ＰＳＫＩＰモードが知られている。ＰＳＫＩＰモードでは、参照インデックスを常に０とし、周辺のマクロブロックの動きベクトルから予測されるスキップベクトルを動きベクトルとして用い、画素差分を０として、符号化が行われる。Ｂピクチャの場合、ＰＳＫＩＰモードと同様にＢＳＫＩＰモードが存在し、さらに、動きベクトルの情報を送信せずに画素差分の情報のみを送信するダイレクトモードも存在する。

【0015】

Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格では、定められたプロファイルに準拠するために、１つのピクチャを複数のスライスに分割する場合がある。このようなスライス分割を規定したプロファイルとしては、例えば、Ｈｉｇｈ１０プロファイル、Ｈｉｇｈ４２２プロファイル等が挙げられる。例えば、図１に示すスライス分割の例では、１９２０×１０８８画素のピクチャが４つのスライスに分割されている。

【0016】

１６×１６画素のマクロブロックを用いた場合、図１のピクチャは水平方向の６８個のブロックラインに分割され、スライス１０１〜スライス１０４は、それぞれ、１７個のブロックラインを含む。スライス１０１〜スライス１０４の先頭のブロックラインは、それぞれ、ブロックライン１１１〜１１４である。なお、ピクチャ内のスライスの数は４に限られるものではなく、２以上の整数であればよく、プロファイルの制限を満たせばよい。また、スライスは、ブロックライン単位でなくともよいが、一般にブロックライン単位で分割されることが多い。

【0017】

スライス分割されたピクチャを符号化対象として予測符号化を行う場合、ピクチャ内のあるスライスにおいて、すでに符号化された領域の情報を用いて予測を行う際に、他のスライスの情報を用いることは禁止されている。

【0018】

次に、Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格における予測ベクトル及びスキップベクトルの計算方法について、具体例を用いて説明する。
まず、Ｐピクチャの予測ベクトルの計算方法について説明する。過去の参照ピクチャ候補リストはＬｉｓｔ０と呼ばれ、未来の参照ピクチャ候補リストはＬｉｓｔ１と呼ばれる。参照ピクチャ候補リストは、参照候補となる参照ピクチャを指定する１つ以上の参照インデックスを含む。Ｐピクチャのインター予測では、Ｌｉｓｔ０のみが用いられる。

【0019】

符号化対象ブロックの参照インデックスｒｅｆＩｄｘが決定されている場合、ｒｅｆＩｄｘにより指定される参照ピクチャを用いて、符号化対象ブロックの予測ベクトルｍｖｐが求められる。サブブロックの形状によって予測方法は異なるが、ここでは１６×１６画素のマクロブロックで用いられるメディアン予測について記述する。

【0020】

メディアン予測では、図２に示すように、符号化対象ブロック２０１の周辺のすでに符号化されたマクロブロックＡ、マクロブロックＢ、及びマクロブロックＣの動きベクトルを用いて、符号化対象ブロック２０１の予測ベクトルが求められる。マクロブロックＡ、マクロブロックＢ、及びマクロブロックＣのそれぞれの参照ピクチャを示す参照インデックスを、ｒｅｆＩｄｘＡ、ｒｅｆＩｄｘＢ、及びｒｅｆＩｄｘＣとする。また、マクロブロックＡ、マクロブロックＢ、及びマクロブロックＣのそれぞれの動きベクトルを、ｍｖＡ、ｍｖＢ、及びｍｖＣとする。このとき、符号化対象ブロックの予測ベクトルｍｖｐは、次のようにして求められる。

【0021】

ステップ１：マクロブロックＡ、マクロブロックＢ、及びマクロブロックＣがすべて利用不可の場合、ｍｖｐ＝０である。

【0022】

ステップ２：マクロブロックＢ及びマクロブロックＣが利用不可であり、マクロブロックＡが利用可能である場合、マクロブロックＢのｒｅｆＩｄｘＢ及びマクロブロックＣのｒｅｆＩｄｘＣは、マクロブロックＡのｒｅｆＩｄｘＡと等しいものとして扱う。また、マクロブロックＢのｍｖＢ及びマクロブロックＣのｍｖＣは、マクロブロックＡのｍｖＡと等しいものとして扱う。そして、ｍｖＡ、ｍｖＢ、及びｍｖＣの中央値であるｍｖＡをｍｖｐに割り当てる。

【0023】

ステップ３：マクロブロックＡのｒｅｆＩｄｘＡ、マクロブロックＢのｒｅｆＩｄｘＢ、又はマクロブロックＣのｒｅｆＩｄｘＣのうち１つだけがｒｅｆＩｄｅｘと等しい場合、その参照インデックスが示すマクロブロックの動きベクトルをｍｖｐに割り当てる。

【0024】

ステップ４：ステップ１〜ステップ３に該当しない場合、ｍｖＡ、ｍｖＢ、及びｍｖＣの中央値をｍｖｐに割り当てる。

【0025】

スライス分割されたピクチャを符号化対象として予測符号化を行う場合、他のスライスの情報を用いることは禁止されているため、符号化対象ブロック２０１が属するスライスの外にあるマクロブロックは利用不可である。したがって、マクロブロックＢ及びマクロブロックＣが他のスライスに属する場合、それらのマクロブロックは利用不可となる。

【0026】

次に、ＰＳＫＩＰモードにおけるスキップベクトルの計算方法について説明する。符号化対象ブロックの参照インデックスｒｅｆＩｄｅｘとしては０が用いられる。そして、以下の静止判定の条件のいずれかが真であれば、符号化対象ブロックの動きベクトルであるスキップベクトルｍｖｓｋｉｐの両成分は０に設定される。
（１）マクロブロックＡが利用不可である。
（２）マクロブロックＢが利用不可である。
（３）マクロブロックＡのｒｅｆＩｄｘＡが０であり、ｍｖＡの両成分が０である。
（４）マクロブロックＢのｒｅｆＩｄｘＢが０であり、ｍｖＢの両成分が０である。

【0027】

上記（１）〜（４）のいずれにも該当しない場合、予測ベクトルがスキップベクトルｍｖｓｋｉｐに割り当てられる。したがって、周辺マクロブロックの動きベクトルがゼロベクトルでなければ、静止領域とは判定されず、スキップベクトルとして非ゼロの予測ベクトルが割り当てられる。

【0028】

スキップ符号化モードは、符号化対象ブロックが周辺のマクロブロックと同様の動きを示しているとき、符号化に要する情報量を最小にすることができる。ただし、スキップ符号化モードにおいても他のスライスの情報を用いることは禁止されているため、マクロブロックＢが他のスライスに属する場合、マクロブロックＢは利用不可となる。

【0029】

動画像符号化技術において、スキップモードの動きベクトルに基づいた補正値を利用して、ブロックの符号化モードとしてスキップモードが有効であるか否かを判定する方法も知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0030】

【特許文献1】国際公開第２００７／１０５５９０号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0031】

上述した従来の動画像符号化アルゴリズムには、以下のような問題がある。
スライス分割されたピクチャを符号化対象として予測符号化を行う場合、他のスライスの情報を用いることは禁止されているため、スライス境界直下では実際の動き傾向とは異なる動きが符号化される可能性がある。この場合、スライス境界の上側と下側とで符号化誤差の傾向が異なるため、復元された画像の主観画質が劣化し、スライス境界が明確に視認されてしまう。

【0032】

なお、かかる問題は、Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格の動画像符号化に限らず、それぞれが複数のブロックを含む複数のスライスに分割された符号化対象ピクチャを符号化する他の動画像符号化においても生ずるものである。

【0033】

１つの側面において、本発明は、スライス分割されたピクチャを符号化対象として、スライス境界が視認され難い動画像符号化を行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0034】

１つの案では、動画像符号化装置は、予測ベクトル生成部、動きベクトル探索部、及び符号化部を含む。符号化対象ピクチャは、それぞれが複数のブロックを含む複数のスライスに分割され、第１のスライスと第２のスライスとを含む。

【0035】

予測ベクトル生成部は、符号化対象ピクチャ内の第１のスライスと第２のスライスとの境界に接する、第２のスライス内のブロックラインに符号化対象ブロックが含まれている場合、第１のスライス内のブロックを含む領域の動きを表す領域動きベクトルを求める。そして、予測ベクトル生成部は、領域動きベクトルを第１の予測ベクトルとして出力する。

【0036】

動きベクトル探索部は、第１の予測ベクトルを符号化対象ブロックの予測ベクトルとして用いて、符号化対象ブロックの動きベクトルを求める。

【0037】

符号化部は、符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから第２の予測ベクトルを求める。そして、符号化部は、符号化対象ブロックの動きベクトルと第２の予測ベクトルとの差分ベクトルを符号化し、符号化対象ブロックの画素値と符号化対象ブロックの動きベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックの画素値との差分を符号化して、符号化結果を出力する。

【発明の効果】

【0038】

実施形態の動画像符号化装置によれば、スライス分割されたピクチャを符号化対象として、スライス境界が視認され難い動画像符号化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】スライス分割を示す図である。

【図2】メディアン予測を示す図である。

【図3】スライス境界直下におけるメディアン予測を示す図である。

【図4】マクロブロックの動き傾向を示す図である。

【図5】マクロブロックの予測ベクトルを示す図である。

【図6】第１の動画像符号化装置の構成図である。

【図7】動画像符号化処理のフローチャートである。

【図8】第２の動画像符号化装置の構成図である。

【図9】第１のモード決定部の構成図である。

【図10】スライス境界と符号化対象ブロックの位置関係を示す図である。

【図11】第１の予測ベクトル生成部の構成図である。

【図12】動き傾向ブロックを示す図である。

【図13】予測ベクトル生成部及び動きベクトル探索部が行う第１の動き探索処理のフローチャートである。

【図14】選択処理のフローチャートである。

【図15】ピクチャ処理部の構成図である。

【図16】参照ピクチャ決定方法を示す図である。

【図17】ピクチャ処理部を利用する第２の動き探索処理のフローチャートである。

【図18】第２のモード決定部の構成図である。

【図19】第２の予測ベクトル生成部の構成図である。

【図20】予測ベクトル生成部及び動きベクトル探索部が行う第３の動き探索処理のフローチャートである。

【図21】情報処理装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。
図３に示すように、符号化対象ブロック２０１を含むブロックラインがスライス境界３０１の直下にある場合、上述したステップ１〜ステップ４のメディアン予測により、Ｐピクチャの予測ベクトルが計算される。

【0041】

符号化対象ブロック２０１がそのブロックラインの左端のブロックであれば、マクロブロックＡは存在しない。さらに、インター予測符号化においても、スライス境界３０１の上側のスライスの情報を用いることは禁止されているため、マクロブロックＢ及びマクロブロックＣは利用不可である。この場合、上述したステップ１に該当し、予測ベクトルはゼロベクトルとなる（ｍｖｐ＝０）。

【0042】

符号化対象ブロック２０１が左端のブロックでなければ、マクロブロックＡが存在し、マクロブロックＢ及びマクロブロックＣは利用不可であるため、予測ベクトルはマクロブロックＡの動きベクトルと等しくなる（ｍｖｐ＝ｍｖＡ）。

【0043】

図４は、あるブロックラインの左端のマクロブロックにおいて、周辺のマクロブロックとは異なる動きが発生した場合の各マクロブロックの動き傾向を示している。ブロックライン４０１のそれぞれのマクロブロックの動きは類似しており、ブロックライン４０２の左端以外のマクロブロックの動きもブロックライン４０１と類似している。しかし、ブロックライン４０２の左端のマクロブロックの動きは、ブロックライン４０１とは異なっている。

【0044】

図５は、図４のブロックライン４０１とブロックライン４０２の間にスライス境界５０１が存在する場合の各マクロブロックの予測ベクトルを示している。この場合、ブロックライン４０１の各予測ベクトルは、実際の動き傾向を反映した動きを表している。

【0045】

しかし、ブロックライン４０２では、異なるスライスに属するブロックライン４０１の動きベクトルを用いることができないため、上述したステップ２に該当し、左隣のマクロブロックの動きベクトルが予測ベクトルとして採用される。その結果、左端のマクロブロックの予測ベクトル５０２が右側のマクロブロックへ順番に伝播していき、実際の動き傾向とは異なる動きが符号化されることになる。

【0046】

また、ＰＳＫＩＰモードにおいては、上述した（１）〜（４）の静止判定に基づいてスキップベクトルが計算される。符号化対象ブロックがスライス境界の直下にある場合、上記（２）の「マクロブロックＢが利用不可である。」という条件に該当し、スキップベクトルはゼロベクトルになる。その結果、スライス境界５０１の直下のブロックライン４０２では、すべてのマクロブロックのスキップベクトルがゼロベクトルになり、実際の動き傾向とは異なる動きが符号化されることになる。

【0047】

このように、予測ベクトルと動きベクトルとの差分ベクトルを小さくしたり、スキップ符号化モードを選択したりすることで符号化効率を上げることが可能だが、スライス境界直下では実際の動き傾向とは異なる動きが符号化される可能性がある。この場合、スライス境界の上側と下側とで符号化誤差の傾向が異なるため、主観画質が劣化し、スライス境界が明確に視認されてしまう。そこで、スライス境界が視認され難い動画像符号化アルゴリズムが望まれる。

【0048】

図６は、実施形態の動画像符号化装置の構成例を示している。図７は、図６の動画像符号化装置が行う動画像符号化処理の例を示すフローチャートである。
図６の動画像符号化装置６０１は、予測ベクトル生成部６１１、動きベクトル探索部６１２、及び符号化部６１３を含む。符号化対象ピクチャは、それぞれが複数のブロックを含む複数のスライスに分割され、第１のスライスと第２のスライスとを含む。

【0049】

予測ベクトル生成部６１１は、第１のスライスと第２のスライスとの境界に接する、第２のスライス内のブロックラインに符号化対象ブロックが含まれている場合、第１のスライス内のブロックを含む領域の動きを表す領域動きベクトルを求める（ステップ７０１）。そして、予測ベクトル生成部６１１は、領域動きベクトルを第１の予測ベクトルとして出力する。

【0050】

動きベクトル探索部６１２は、第１の予測ベクトルを符号化対象ブロックの予測ベクトルとして用いて、符号化対象ブロックの動きベクトルを求める（ステップ７０２）。

【0051】

符号化部６１３は、符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから第２の予測ベクトルを求める（ステップ７０３）。次に、符号化部６１３は、符号化対象ブロックの動きベクトルと第２の予測ベクトルとの差分ベクトルを符号化し、符号化対象ブロックの画素値と符号化対象ブロックの動きベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックの画素値との差分を符号化する。そして、符号化部６１３は、符号化結果を出力する。

【0052】

図６の動画像符号化装置によれば、スライス分割されたピクチャを符号化対象として、スライス境界が視認され難い動画像符号化を行うことができる。

【0053】

次に、図８から図２０までを参照しながら、図６の動画像符号化装置の構成及び動作の具体例について説明する。以下では、簡単のため、Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格の動画像符号化において符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合を例として取り上げている。しかしながら、Ｈ．２６４／ＡＶＣ規格以外の動画像符号化や、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合においても、同様の構成が適用可能である。

【0054】

図８は、図６の動画像符号化装置のより詳細な構成例を示している。図８の動画像符号化装置は、例えば、ハードウェア回路として実装することができ、予測誤差生成部８０１、直交変換部８０２、量子化部８０３、エントロピー符号化部８０４、逆量子化部８０５、逆直交変換部８０６、及び復号画像生成部８０７を含む。図８の動画像符号化装置は、さらに記憶部８０８、動き補償部８０９、及びモード決定部８１０を含む。

【0055】

予測誤差生成部８０１は、入力される符号化対象ピクチャの画像データを複数のブロックに分割し、符号化対象ブロックのブロックデータと、動き補償部８０９から出力される予測画像のブロックデータ（予測信号）との差分を示す予測誤差信号を生成する。そして、予測誤差生成部８０１は、生成した予測誤差信号を直交変換部８０２に出力する。

【0056】

直交変換部８０２は、入力される予測誤差信号を直交変換し、水平方向及び垂直方向の周波数成分に分離された、周波数領域の信号を量子化部８０３に出力する。量子化部８０３は、入力される周波数領域の信号を量子化することでその情報量を削減し、量子化結果をエントロピー符号化部８０４及び逆量子化部８０５に出力する。

【0057】

逆量子化部８０５は、量子化結果を逆量子化し、逆量子化結果を逆直交変換部８０６に出力する。逆直交変換部８０６は、逆量子化結果を逆直交変換し、時間領域の信号を復号画像生成部８０７に出力する。逆量子化部８０５及び逆直交変換部８０６により復号処理が行われることで、符号化前の予測誤差信号に対応する信号が得られる。

【0058】

復号画像生成部８０７は、動き補償部８０９から出力される予測画像のブロックデータと、逆直交変換部８０６から出力される信号とを加算することで、符号化対象ブロックのブロックデータを再生し、記憶部８０８に出力する。記憶部８０８は、入力される再生ブロックデータを新たな参照ピクチャのブロックデータとして記憶する。この参照ピクチャのブロックデータは、動き補償部８０９及びモード決定部８１０により参照される。

【0059】

モード決定部８１０は、符号化対象ピクチャの画像データと、符号化対象ピクチャのスライス構成を示すスライス情報と、符号化対象ブロックの位置を示すブロック位置情報とに基づいて、符号化に必要となる符号化情報を決定する。スライス情報は、あらかじめ指定された情報であってもよく、スライス構成の変更に応じて指定される情報であってもよい。スライス情報及びブロック位置情報は、例えば、予測誤差生成部８０１又は不図示の符号化制御部からモード決定部８１０に出力される。

【0060】

符号化情報には、符号化モード、参照インデックス、動きベクトル等の情報が含まれる。動きベクトルは、ブロック単位で空間的なずれを示すベクトルの情報であり、符号化対象ピクチャと参照ピクチャとのブロックマッチングにより、参照ピクチャ内で符号化対象ブロックに最も類似している領域を探索することで求められる。

【0061】

動き補償部８０９は、モード決定部８１０により決定された符号化情報に従って、記憶部８０８に記憶された参照ピクチャのブロックデータを、動きベクトルで動き補償する。そして、動き補償部８０９は、動き補償された参照ピクチャのブロックデータを用いて、符号化対象ブロックの予測信号を生成し、予測誤差生成部８０１及び復号画像生成部８０７に出力する。

【0062】

エントロピー符号化部８０４は、符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから予測ベクトルを求める。

【0063】

例えば、上述したＰピクチャの予測ベクトルの場合、図２に示したブロックＡ、ブロックＢ、及びブロックＣの動きベクトルを用いて、次のようにして符号化対象ブロック２０１の予測ベクトルｍｖｐが求められる。

【0064】

ステップ１：ブロックＡ、ブロックＢ、及びブロックＣがすべて利用不可の場合、ｍｖｐ＝０である。

【0065】

ステップ２：ブロックＢ及びブロックＣが利用不可であり、ブロックＡが利用可能である場合、ブロックＢのｒｅｆＩｄｘＢ及びブロックＣのｒｅｆＩｄｘＣは、ブロックＡのｒｅｆＩｄｘＡと等しいものとして扱う。また、ブロックＢのｍｖＢ及びブロックＣのｍｖＣは、ブロックＡのｍｖＡと等しいものとして扱う。そして、ｍｖＡ、ｍｖＢ、及びｍｖＣの中央値であるｍｖＡをｍｖｐに割り当てる。

【0066】

ステップ３：ブロックＡのｒｅｆＩｄｘＡ、ブロックＢのｒｅｆＩｄｘＢ、又はブロックＣのｒｅｆＩｄｘＣのうち１つだけがｒｅｆＩｄｅｘと等しい場合、その参照インデックスが示すブロックの動きベクトルをｍｖｐに割り当てる。

【0067】

ステップ４：ステップ１〜ステップ３に該当しない場合、ｍｖＡ、ｍｖＢ、及びｍｖＣの中央値をｍｖｐに割り当てる。

【0068】

次に、エントロピー符号化部８０４は、モード決定部８１０により決定された動きベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルを求め、その差分ベクトルと量子化部８０３から出力される量子化結果とをエントロピー符号化する。エントロピー符号化は、シンボルの出現頻度に応じて可変長符号を割り当てる可変長符号化の１つである。そして、エントロピー符号化部８０４は、符号化結果をビットストリームとして出力する。

【0069】

図８に示した構成図は一例に過ぎず、動画像符号化装置が行う処理に応じて一部の構成要素を省略又は変更してもよい。

【0070】

図９は、図８のモード決定部８１０の構成例を示している。図９のモード決定部８１０は、予測ベクトル生成部９０１、動きベクトル探索部９０２、動きベクトル生成部９０３、コスト計算部９０４、及び選択部９０５を含む。

【0071】

予測ベクトル生成部９０１は、ブロック位置情報及びスライス情報に基づいて、ブロック位置情報により指定される符号化対象ブロックの動きベクトル探索において用いられる予測ベクトルを求め、動きベクトル探索部９０２に出力する。動きベクトル探索部９０２は、符号化対象ピクチャと参照ピクチャとのブロックマッチングを行い、予測ベクトルに基づいて符号化対象ブロックの符号化コストを計算して、動きベクトルを決定する。

【0072】

動きベクトル生成部９０３は、ブロック位置情報及びスライス情報に基づいて、スキップ符号化モードにおける符号化対象ブロックの動きベクトルであるスキップベクトルを求める。コスト計算部９０４は、スキップベクトルに基づいて、スキップ符号化モードにおける符号化対象ブロックの符号化コストを計算する。

【0073】

動きベクトル探索部９０２により計算される符号化コストは、差分ベクトルを符号化する動き探索（ＭＥ）符号化モードにおける符号化コストに対応する。以下では、この符号化コストをＭＥコストと記すことにする。一方、コスト計算部９０４により計算される符号化コストは、差分ベクトルを符号化しないスキップ符号化モードにおける符号化コストに対応する。以下では、この符号化コストをスキップコストと記すことにする。

【0074】

選択部９０５は、ＭＥコストとスキップコストを比較して、符号化コストが小さい方の符号化モードを選択し、その符号化モードの符号化情報を出力する。ＭＥ符号化モードが選択された場合は、動きベクトル探索部９０２により決定された動きベクトルを含む符号化情報が出力され、スキップ符号化モードが選択された場合は、動きベクトル生成部９０３により求められたスキップベクトルを含む符号化情報が出力される。

【0075】

図１０は、スライス境界と符号化対象ブロックの位置関係の例を示している。符号化対象ピクチャが水平方向の境界線により複数のスライスに分割されている場合、上側のスライスと下側のスライスの間に水平方向のスライス境界１００１が存在する。

【0076】

ここで、符号化対象ブロック１００２がスライス境界１００１の直下の水平方向のブロックライン１００３に属する場合、上述したように、ＭＥ符号化モードの予測ベクトルは左側の符号化済みブロックの動きベクトルと等しくなる。したがって、左側の符号化済みブロックの動きベクトルが符号化対象ブロック１００２の周辺と同様の動きベクトルでなければ、有効な予測ベクトルとはいえない。

【0077】

また、符号化対象ブロック１００２がブロックライン１００３に属する場合、スキップ符号化モードのスキップベクトルは強制的にゼロベクトルに設定される。したがって、符号化対象ブロック１００２の周辺のブロックの動きベクトルがゼロベクトルでなければ、スキップ符号化モードは有効な符号化モードとはいえない。

【0078】

そこで、符号化対象ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属する場合、予測ベクトル生成部９０１が有効な予測ベクトルを求めて動きベクトル探索部９０２に出力することで、適切なＭＥコストを求めることが可能になる。有効な予測ベクトルは、スライス境界を越えた広い領域の動きを探索することで求めることができ、選択部９０５は、適切なＭＥコストに基づいて適切な符号化モードを選択することができる。

【0079】

図１１は、図９の予測ベクトル生成部９０１の構成例を示している。図９の予測ベクトル生成部９０１は、ブロック判定部１１０１、特徴量計算部１１０２、特徴量判定部１１０３、参照ピクチャ決定部１１０４、領域動きベクトル探索部１１０５、及び予測ベクトル決定部１１０６を含む。

【0080】

ブロック判定部１１０１は、スライス情報に基づいて、符号化対象ピクチャに含まれる複数のブロックラインのどの位置にスライス境界があるかを判別する。そして、ブロック判定部１１０１は、ブロック位置情報が示す位置にある符号化対象ブロックが、いずれかのスライス境界の直下のブロックラインに属するか否かを判定し、判定結果を特徴量計算部１１０２及び予測ベクトル決定部１１０６に出力する。

【0081】

なお、スライス情報は、スライス構成を示す代わりに、符号化対象ピクチャ内の各ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属するか否かを示すフラグ情報であってもよい。

【0082】

特徴量計算部１１０２は、符号化対象ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属する場合、符号化対象ブロックの特徴量を求める。そして、特徴量判定部１１０３は、特徴量を閾値と比較することで、符号化対象ブロックのテクスチャが存在するか否かを判定し、判定結果を参照ピクチャ決定部１１０４及び予測ベクトル決定部１１０６に出力する。

【0083】

符号化対象ブロックの特徴量としては、例えば、符号化対象ブロック内に存在するテクスチャが濃いか薄いかを示す値が用いられる。例えば、芝生の画像のように、テクスチャが薄いブロックでは、符号化対象ブロックと参照ピクチャの間で画素差分に依存するコストがほとんど発生しない。このため、動きベクトルの符号化に要するコストのみに基づいて符号化モードが決定される傾向が強くなり、誤判定が起き易い。

【0084】

一方、テクスチャが濃いブロックでは、画素差分に依存する適度なコストが発生するため、誤判定が起き難い。符号化対象ブロックの周辺だけが動いており、符号化対象ブロックが静止している場合もあるため、誤判定が起き難い符号化対象ブロックについてまで、スライス境界を越えた広い領域の動きを探索する必要はないと考えられる。そこで、符号化対象ブロックのテクスチャが濃い場合は、スライス内の情報のみに基づいて予測ベクトルが求められる。

【0085】

符号化対象ブロックの特徴量ＡＣＴは、例えば、次式により計算することができる。
ＡＣＴ＝Σ｜Ｐｉｘｅｌ−ＡｖｅＰｉｘｅｌ｜ （１）

【0086】

式（１）のＰｉｘｅｌは、符号化対象ブロック内の各画素の画素値を表し、ＡｖｅＰｉｘｅｌは、符号化対象ブロック内の全画素の画素値の平均値を表し、Σは、符号化対象ブロック内の全画素についての総和を表す。したがって、式（１）のＡＣＴは、符号化対象ブロック内の各画素の画素値と平均値の差分絶対値和を表し、符号化対象ブロック内の画素値の分散を示す指標として用いることができる。

【0087】

また、特徴量ＡＣＴとして、符号化対象ブロック内のエッジの強度を用いてもよい。例えば、符号化対象ブロックに対してソーベル（Ｓｏｂｅｌ）フィルタ等のエッジ検出フィルタを適用することで、エッジを検出することができる。

【0088】

３×３画素のソーベルフィルタを用いた場合、３×３画素のフィルタ適用領域の画素値Ｐと、垂直エッジ抽出フィルタのフィルタ係数Ｙと、水平エッジ抽出フィルタのフィルタ係数Ｘは、次式のように表される。

【数1】

【0089】

フィルタ係数Ｙを用いた水平方向のフィルタリング結果ｄｙは、次式のようになる。
ｄｙ＝Ｐ＊Ｙ＝−ａ−２ｄ−ｇ＋ｃ＋２ｆ＋ｉ （３）

【0090】

また、フィルタ係数Ｘを用いた垂直方向のフィルタリング結果ｄｘは、次式のようになる。
ｄｘ＝Ｐ＊Ｘ＝−ａ−２ｂ−ｃ＋ｇ＋２ｈ＋ｉ （４）

【0091】

式（３）及び式（４）のフィルタリング結果を用いて、次式によりエッジの強度Ａｍｐを計算することができる。

【数2】

【0092】

そして、特徴量ＡＣＴは、次式により計算される。
ＡＣＴ＝ΣＡｍｐ （６）
式（６）のΣは、符号化対象ブロック内の全画素位置についての総和を表す。

【0093】

特徴量判定部１１０３は、特徴量ＡＣＴを閾値ＴＨと比較し、ＡＣＴがＴＨ以上であれば、符号化対象ブロックにテクスチャが存在すると判定し、ＡＣＴがＴＨより小さい場合、符号化対象ブロックにテクスチャが存在しないと判定する。

【0094】

符号化対象ブロックにテクスチャが存在しないと判定された場合、参照ピクチャ決定部１１０４及び領域動きベクトル探索部１１０５により、スライス境界を越えた広い領域の動きを示す領域動きベクトルが、予測ベクトルとして求められる。一方、符号化対象ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属さない場合、又は符号化対象ブロックにテクスチャが存在すると判定された場合は、予測ベクトル決定部１１０６により、スライス内の情報のみに基づいて予測ベクトルが求められる。

【0095】

複数の参照ピクチャの候補が存在する場合、領域動きベクトルを求める際にすべての候補に対する領域動きベクトルを求めてもよい。この場合、参照ピクチャ決定部１１０４は省略することができる。しかし、領域動きベクトルをブロック単位で求める場合、すでに符号化されている周辺のブロックの情報を利用して、参照ピクチャを選択することが可能である。

【0096】

そこで、参照ピクチャ決定部１１０４は、符号化対象ブロックにテクスチャが存在しないと判定された場合、領域動きベクトルの探索に使用する適切な参照ピクチャを決定し、領域動きベクトル探索部１１０５に出力する。

【0097】

例えば、図３に示した符号化対象ブロック２０１においては、その周辺のブロックＡ、ブロックＢ、及びブロックＣで選択された参照ピクチャのうち、最も多く選択された参照ピクチャを選択することが有効である。符号化対象ブロックの符号化の際には、周辺ブロックで選択された参照ピクチャが選択される傾向が強いため、同じ参照ピクチャを用いることで、動きベクトル探索部９０２による参照インデックスと動きベクトルの決定を誘導することができる。これにより、スライス境界周辺での動き傾向が揃い、画質劣化を抑えることができる。

【0098】

参照ピクチャ決定部１１０４は、符号化対象ピクチャに時間的に最も近い参照ピクチャを選択してもよい。

【0099】

領域動きベクトル探索部１１０５は、決定された参照ピクチャを用いて領域動きベクトルを探索する。このとき、領域動きベクトル探索部１１０５は、符号化対象ブロックの周辺のスライス境界を越えた広い領域を１つの探索ブロック（動き傾向ブロック）とみなして、動き傾向ブロックの動きを示す動きベクトルを領域動きベクトルとして求める。そして、領域動きベクトル探索部１１０５は、求めた領域動きベクトルを予測ベクトルとして動きベクトル探索部９０２に出力する。

【0100】

動き傾向ブロックには、スライス境界の上側にある他のスライス内の１つ以上のブロックと符号化対象ブロックが含まれる。動き傾向ブロックには、符号化対象ブロックと同じスライス内の符号化対象ブロック以外のブロックが含まれていてもよい。

【0101】

図１２は、符号化対象ピクチャ内の動き傾向ブロックの例を示している。符号化対象ピクチャ１２０２内のスライス境界１００１の直下に符号化対象ブロック１００２がある場合、その符号化対象ブロック１００２を中心とする動き傾向ブロック１２２１が設けられる。動き傾向ブロック１２２１は、符号化対象ブロック１００２とその周囲の８個のブロックとを含む。

【0102】

領域動きベクトル探索では、ブロックマッチングにより、参照ピクチャ１２０１内で動き傾向ＭＥコストが最も小さくなる領域１２１１の探索点１２１２が求められる。そして、動き傾向ブロック１２２１から探索点１２１２までの領域動きベクトル１２３１が求められる。

【0103】

このとき、動き傾向ＭＥコストＴｒｅｎｄＣｏｓｔは、例えば、次式により計算することができる。
ＴｒｅｎｄＣｏｓｔ＝Σ｜ＴｒｅｎｄＰｉｘｅｌ−ＲｅｆＰｉｘｅｌ｜ （７）

【0104】

式（７）のＴｒｅｎｄＰｉｘｅｌは、動き傾向ブロック１２２１内の各画素の画素値を表し、ＲｅｆＰｉｘｅｌは、参照ピクチャ１２０１内の同じサイズの領域に含まれる各画素の画素値を表し、Σは、動き傾向ブロック１２２１内の全画素についての総和を表す。したがって、式（７）のＴｒｅｎｄＣｏｓｔは、動き傾向ブロック１２２１と参照ピクチャ１２０１内の領域との間における画素差分絶対値和を表す。

【0105】

スライス境界を越えた広い領域の動きベクトルを求めることで、スライス境界周辺の実際の動き傾向を抽出することが可能になる。

【0106】

ところで、領域動きベクトル探索において、必ずしも整数画素精度でブロックマッチングを行う必要はなく、演算量を抑えるために、縮小サイズの画像を用いて荒い精度でブロックマッチングを行ってもよい。例えば、図１２の動き傾向ブロック１２２１を垂直方向に１／３のサイズに縮小し、水平方向にも１／３のサイズに縮小すれば、符号化対象ブロック１００２のサイズと同等になる。この場合、参照ピクチャ１２０１も垂直方向及び水平方向に１／３のサイズに縮小することで、演算すべき画素の数が減少するため、領域動きベクトル探索の演算量を削減することが可能になる。

【0107】

符号化対象ブロック内に存在するテクスチャが濃いか薄いかにかかわらずに領域動きベクトルを求める場合は、特徴量計算部１１０２及び特徴量判定部１１０３を省略することができる。

【0108】

予測ベクトル決定部１１０６は、符号化対象ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属さない場合、又は符号化対象ブロックにテクスチャが存在すると判定された場合に、符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから予測ベクトルを求める。そして、予測ベクトル決定部１１０６は、求めた予測ベクトルを動きベクトル探索部９０２に出力する。

【0109】

例えば、Ｐピクチャの予測ベクトルの計算方法と同様のメディアン予測を用いた場合、図２に示したブロックＡ、ブロックＢ、及びブロックＣの動きベクトルを用いて、次のようにして符号化対象ブロック２０１の予測ベクトルｍｖｐが求められる。

【0110】

ステップ１：ブロックＡ、ブロックＢ、及びブロックＣがすべて利用不可の場合、ｍｖｐ＝０である。

【0111】

ステップ２：ブロックＢ及びブロックＣが利用不可であり、ブロックＡが利用可能である場合、ブロックＢのｒｅｆＩｄｘＢ及びブロックＣのｒｅｆＩｄｘＣは、ブロックＡのｒｅｆＩｄｘＡと等しいものとして扱う。また、ブロックＢのｍｖＢ及びブロックＣのｍｖＣは、ブロックＡのｍｖＡと等しいものとして扱う。そして、ｍｖＡ、ｍｖＢ、及びｍｖＣの中央値であるｍｖＡをｍｖｐに割り当てる。

【0112】

ステップ３：ブロックＡのｒｅｆＩｄｘＡ、ブロックＢのｒｅｆＩｄｘＢ、又はブロックＣのｒｅｆＩｄｘＣのうち１つだけがｒｅｆＩｄｅｘと等しい場合、その参照インデックスが示すブロックの動きベクトルをｍｖｐに割り当てる。

【0113】

ステップ４：ステップ１〜ステップ３に該当しない場合、ｍｖＡ、ｍｖＢ、及びｍｖＣの中央値をｍｖｐに割り当てる。

【0114】

動きベクトル探索部９０２は、ブロックマッチングにより、参照ピクチャ内でＭＥコストが最も小さくなるブロックの探索点を求め、符号化対象ブロックからその探索点までの動きベクトルを求める。そして、動きベクトル探索部９０２は、そのＭＥコストと動きベクトルを選択部９０５に出力する。

【0115】

ＭＥコストは、画素差分に依存するコストと差分ベクトルに依存するコストとを含む。画素差分に依存するコストとしては、例えば、次式の画素差分絶対値和ＳＡＤが用いられる。
ＳＡＤ＝Σ｜Ｐｉｘｅｌ−ＲｅｆＰｉｘｅｌ｜ （８）

【0116】

式（８）のＰｉｘｅｌは、符号化対象ブロック内の各画素の画素値を表し、ＲｅｆＰｉｘｅｌは、参照ピクチャ内のブロックに含まれる各画素の画素値を表し、Σは、符号化対象ブロック内の全画素についての総和を表す。したがって、式（８）のＳＡＤは、符号化対象ブロックと、動きベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックとの間における画素差分絶対値和を表す。

【0117】

このとき、ＭＥコストは、例えば、次式により計算することができる。
ＭＶＤ＝ＭＶ−ＰＭＶ （９）
ＭＥコスト＝ＳＡＤ＋λ・ＭＶＣｏｓｔ（ＭＶＤ） （１０）

【0118】

式（９）のＭＶは、符号化対象ブロックから探索点までの動きベクトルを表し、ＰＭＶは、予測ベクトル生成部９０１から出力される予測ベクトルを表し、ＭＶＤは、動きベクトルＭＶと予測ベクトルＰＭＶとの差分ベクトルを表す。式（１０）のλはスケールパラメータであり、関数ＭＶＣｏｓｔ（ＭＶＤ）は、差分ベクトルＭＶＤが入力されると、その推定ビット量に基づく値を返す関数である。

【0119】

予測ベクトル生成部９０１の領域動きベクトル探索部１１０５から出力される予測ベクトルをＰＭＶ１とし、予測ベクトル決定部１１０６から出力される予測ベクトルをＰＭＶ２とする。このとき、動きベクトル探索部９０２は、予測ベクトルＰＭＶ１又は予測ベクトルＰＭＶ２を式（９）のＰＭＶとして用いて、ＭＥコストが最も小さくなる動きベクトルを求める。

【0120】

図１３は、図１１の予測ベクトル生成部９０１及び動きベクトル探索部９０２が行う動き探索処理の例を示すフローチャートである。
まず、予測ベクトル生成部９０１のブロック判定部１１０１は、ブロック位置情報及びスライス情報に基づいて、符号化対象ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属するか否かを判定する（ステップ１３０１）。

【0121】

符号化対象ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属する場合（ステップ１３０１，ＹＥＳ）、特徴量計算部１１０２は、符号化対象ブロックの特徴量を求める（ステップ１３０２）。そして、特徴量判定部１１０３は、特徴量を閾値ＴＨと比較する（ステップ１３０３）。

【0122】

特徴量がＴＨより小さい場合（ステップ１３０３，ＹＥＳ）、参照ピクチャ決定部１１０４は、領域動きベクトルの探索に使用する参照ピクチャを決定する（ステップ１３０４）。そして、領域動きベクトル探索部１１０５は、その参照ピクチャを用いて領域動きベクトルを探索する（ステップ１３０５）。

【0123】

一方、符号化対象ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属さない場合（ステップ１３０１，ＮＯ）、予測ベクトル決定部１１０６は、符号化対象ブロックの周辺の符号化済みブロックの動きベクトルから予測ベクトルを求める（ステップ１３０６）。特徴量がＴＨ以上である場合（ステップ１３０３，ＮＯ）にも、予測ベクトル決定部１１０６は、ステップ１３０６の処理を行う。

【0124】

次に、動きベクトル探索部９０２は、探索点ループの処理を繰り返すことで、最小のＭＥコストに対応する動きベクトルを求める。探索点ループの処理において、まず、動きベクトル探索部９０２は、参照ピクチャ内の探索点を決定し、符号化対象ブロックからその探索点までの動きベクトル（探索ベクトル）を求める（ステップ１３０７）。次に、動きベクトル探索部９０２は、符号化対象ブロックと、探索ベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックとの間における画素差分絶対値和（ＳＡＤ）を計算する（ステップ１３０８）。

【0125】

次に、動きベクトル探索部９０２は、探索ベクトルと予測ベクトルとの差分ベクトルに依存するコストＭＶＣｏｓｔ（ＭＶＤ）を計算し（ステップ１３０９）、ＳＡＤとＭＶＣｏｓｔ（ＭＶＤ）からＭＥコストを計算する（ステップ１３１０）。そして、動きベクトル探索部９０２は、それまでに求めた探索ベクトルの中で最小のＭＥコストに対応する探索ベクトルを、動きベクトルに決定する（ステップ１３１１）。

【0126】

参照ピクチャ内の複数の探索点についてステップ１３０７〜ステップ１３１１の処理を繰り返すことで、最終的にＭＥコストが最小となる動きベクトルが求められる。

【0127】

このように、スライス境界を越えた広い領域の領域動きベクトルを予測ベクトルとして動き探索を行うことで、スライス境界周辺の実際の動き傾向を反映した動きベクトルを求めることが可能になる。この動きベクトルを用いて符号化処理を行えば、実際とは異なる動きが符号化される可能性が低下するため、主観画質の劣化を抑えることができ、スライス境界が視認され難くなる。

【0128】

動きベクトル生成部９０３は、ブロック位置情報及びスライス情報に基づいて、スキップ符号化モードにおけるスキップベクトルを求め、コスト計算部９０４に出力する。図２を参照して説明したように、以下の静止判定の条件のいずれかが真であれば、ＰＳＫＩＰモードにおけるスキップベクトルはゼロベクトルに設定される。
（１）ブロックＡが利用不可である。
（２）ブロックＢが利用不可である。
（３）ブロックＡのｒｅｆＩｄｘＡが０であり、ｍｖＡの両成分が０である。
（４）ブロックＢのｒｅｆＩｄｘＢが０であり、ｍｖＢの両成分が０である。

【0129】

上記（１）〜（４）のいずれにも該当しない場合、予測ベクトルがスキップベクトルに割り当てられる。

【0130】

コスト計算部９０４は、スキップベクトルに基づいて、スキップ符号化モードにおける符号化コストであるスキップコストを計算し、そのスキップコストとスキップベクトルを選択部９０５に出力する。

【0131】

スキップコストの計算方法はＭＥコストの場合と同様であるが、スキップベクトルは符号化されないため、差分ベクトルに依存するコストは０である。しかしながら、スキップ符号化モードが選択されることにより符号化効率が上がることから、式（１０）のＭＶＣｏｓｔ（ＭＶＤ）の代わりに負のコストが設定される。このとき、スキップコストは、例えば、次式により計算することができる。
スキップコスト＝ＳＡＤ−λ・ｋ （１１）

【0132】

式（１１）のＳＡＤは、符号化対象ブロックと、スキップベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックとの間における画素差分絶対値和を表す。そして、ｋは、正の定数である。

【0133】

選択部９０５は、動きベクトル探索部９０２から出力されるＭＥコストとコスト計算部９０４から出力されるスキップコストを比較し、コストが小さい方の符号化モードを、符号化対象ブロックを符号化するための符号化モードとして選択する。したがって、ＭＥコストの方が小さい場合はＭＥ符号化モードが選択され、スキップコストの方が小さい場合はスキップ符号化モードが選択される。

【0134】

そして、選択部９０５は、選択した符号化対象ブロックの符号化コストであるブロックコストを、次式により求める。
ブロックコスト＝Ｍｉｎ（ＭＥコスト，スキップコスト） （１２）
式（１２）のＭｉｎ（ｘ，ｙ）は、ｘとｙのうち最小値を返す関数である。

【0135】

図１４は、選択部９０５が行う選択処理の例を示すフローチャートである。まず、選択部９０５は、ＭＥコストとスキップコストを比較する（ステップ１４０１）。選択部９０５は、ＭＥコストがスキップコストより小さい場合は、ＭＥ符号化モードを選択し（ステップ１４０２）、ＭＥコストがスキップコスト以上である場合は、スキップ符号化モードを選択する（ステップ１４０４）。そして、選択部９０５は、選択した符号化モードと、その符号化モードにおける参照インデックス及び動きベクトルとを含む符号化情報を、動き補償部８０９に出力する（ステップ１４０３）。

【0136】

符号化対象ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属する場合、上記（２）の「マクロブロックＢが利用不可である。」という条件に該当し、スキップベクトルはゼロベクトルになる。その結果、式（１１）のＳＡＤがかなり大きな値になり、スキップコストが増大すると考えられる。

【0137】

一方、式（９）のＭＶは、スライス境界周辺の実際の動き傾向を反映した動きベクトルであるため、式（１０）のＳＡＤは比較的小さな値になる。したがって、ＭＶＣｏｓｔ（ＭＶＤ）を考慮したとしても、ＭＥコストはスキップコストより小さくなる可能性が高いと考えられる。

【0138】

こうして、符号化対象ブロックがスライス境界直下のブロックラインに属する場合は、スキップ符号化モードよりＭＥ符号化モードが選択される可能性が高くなる。したがって、スライス境界直下の動きベクトルが強制的にゼロベクトルに設定されることが抑止され、スライス境界が視認され難くなる。

【0139】

ところで、選択部９０５から出力される符号化モードと動きベクトルＣＭＶは、実際の符号化処理で用いられる。動きベクトルＣＭＶが、動きベクトル探索部９０２により求められた動きベクトルである場合、動きベクトル探索部９０２で用いた予測ベクトルＰＭＶ１は、符号化処理で用いられる予測ベクトルＰＭＶとは異なっている。このため、動きベクトルの符号化に必要なビット数が増加すると考えられるが、動きベクトルＣＭＶが示す動き傾向は正しくなっている。

【0140】

また、動きベクトルＣＭＶは、次に実行される右隣のブロックの符号化処理で予測ベクトルＰＭＶとして用いられる。動きベクトルＣＭＶと予測ベクトルＰＭＶ１の動き傾向が類似しているため、右隣のブロックの予測ベクトルＰＭＶと予測ベクトルＰＭＶ１の動き傾向も類似することになる。したがって、右隣以降のブロックにおいては、予測ベクトルＰＭＶと予測ベクトルＰＭＶ１との誤差が小さくなり、動きベクトルの符号化に必要なビット数の増加は最小限となる。

【0141】

以上の実施形態では、主として符号化対象ピクチャがＰピクチャである場合の処理について説明したが、符号化対象ピクチャがＢピクチャである場合においても、同様にして符号化モードを決定することができる。また、図８に示した構成をスライス毎に設けることで、複数のスライスの符号化処理を並列に実行することも可能である。

【0142】

図１１の領域動きベクトル探索部１１０５は、符号化対象ブロック毎に動き傾向ブロックを設け、その動き傾向ブロックの動きを表す領域動きベクトルを求めている。しかし、スライス境界を越えた領域を１つの探索ブロックとすればよいため、複数の符号化対象ブロックに共通の領域動きベクトルを用いることも可能である。また、符号化対象ピクチャ全体の平均的な動きを表す動きベクトルを、領域動きベクトルとしてもよい。

【0143】

図１５は、このような動きベクトルを求めるピクチャ処理部の構成例を示している。図１５のピクチャ処理部１５０１は、図９のモード決定部８１０の内部に設けられ、参照ピクチャ決定部１５１１、探索サイズ決定部１５１２、動きベクトル探索部１５１３、及び記憶部１５１４を含む。

【0144】

参照ピクチャ決定部１５１１は、複数の参照ピクチャの候補の中から１つの参照ピクチャを選択し、探索サイズ決定部１５１２に出力する。符号化対象ピクチャが入力された時点では、その符号化対象ピクチャ内の各ブロックはまだ符号化されていない。このため、図１１の参照ピクチャ決定部１１０４のように、各ブロックの周辺のブロックにおける参照ピクチャの中から１つの参照ピクチャを選択することはできない。そこで、参照ピクチャ決定部１５１１は、あらかじめ決められた参照ピクチャを選択する。

【0145】

選択部９０５から出力される参照インデックスは、結果的に符号化対象ピクチャに最も類似している参照ピクチャを示す傾向が強い。このため、領域動きベクトルを求める際には、符号化対象ピクチャに最も類似している参照ピクチャを用いることが望ましい。そこで、参照ピクチャ決定部１５１１は、例えば、符号化対象ピクチャに時間的に最も近い参照ピクチャを選択する。

【0146】

図１６は、このような参照ピクチャ決定方法を示している。参照ピクチャ１６０１〜参照ピクチャ１６０３が符号化対象ピクチャ１６０４に対する参照ピクチャの候補であり、そのうち参照ピクチャ１６０１が時間的に最も遠く、参照ピクチャ１６０３が最も近い場合、参照ピクチャ１６０３が選択される。

【0147】

探索サイズ決定部１５１２は、符号化対象ピクチャをブロックより大きなサイズの複数の領域に分割する。リアルタイム系の動画像符号化装置では、ブロック単位の符号化処理の演算量を削減することが望まれるため、ブロックより大きなサイズの領域を用いることが望ましい。

【0148】

動きベクトル探索部１５１３は、分割された領域毎に、その領域の動きを表す動きベクトルを求め、記憶部１５１４に格納する。動きベクトル探索部１５１３は、符号化対象ピクチャ内の全領域の動きベクトルの平均を表す平均動きベクトルを求めて、記憶部１５１４に格納してもよい。記憶部１５１４に格納された動きベクトルは、図１１の領域動きベクトル探索部１１０５により取得され、領域動きベクトルとして用いられる。

【0149】

なお、ピクチャ処理部１５０１を設けた場合、図１１の予測ベクトル生成部１８０１において、参照ピクチャ決定部１１０４を省略することができる。

【0150】

図１７は、ピクチャ処理部１５０１を利用する動き探索処理の例を示すフローチャートである。図１７のステップ１７０１〜ステップ１７０３、ステップ１７０７、及びステップ１７０８〜ステップ１７１２の処理は、図１３のステップ１３０１〜ステップ１３０３、ステップ１３０６、及びステップ１３０７〜ステップ１３１１の処理と同様である。

【0151】

特徴量がＴＨより小さい場合（ステップ１７０３，ＹＥＳ）、領域動きベクトル探索部１１０５は、符号化対象ブロックの位置が、探索サイズ決定部１５１２により分割された領域のどれに含まれるかを判定する（ステップ１７０４）。そして、領域動きベクトル探索部１１０５は、その位置を含む領域の動きベクトルを記憶部１５１４から取得し（ステップ１７０５）、その動きベクトルを領域動きベクトル（予測ベクトル）として出力する（ステップ１７０６）。

【0152】

なお、符号化対象ブロックを含む領域の動きベクトルの代わりに平均動きベクトルが記憶部１５１４に格納されている場合、領域動きベクトル探索部１１０５は、その平均動きベクトルを領域動きベクトル（予測ベクトル）として出力する。

【0153】

以上説明した実施形態では、領域動きベクトルを求めるために動きベクトル探索を行っているが、動きベクトル探索で用いるブロックマッチングは演算量が多いため、動きベクトル探索を行わずに領域動きベクトルを求める方法が望まれる。

【0154】

例えば、符号化対象ブロックの周辺の符号化済みブロックの動きベクトルに基づいて、符号化済みブロックの平均的な動きを表す平均動きベクトルを求め、それを領域動きベクトルとして利用すれば、領域動きベクトル探索が不要になる。ただし、符号化対象ブロックの周辺ブロックが他のスライスに属する場合は、そのスライスの符号化処理が終了していることが前提となる。

【0155】

図１８は、このような平均動きベクトルを求めるモード決定部の構成例を示している。図１８のモード決定部８１０は、図９のモード決定部８１０において、予測ベクトル生成部９０１を予測ベクトル生成部１８０１に置き換え、動きベクトル記憶部１８０２を追加した構成を有する。

【0156】

動きベクトル探索部９０２は、各ブロックの動きベクトルを求めて動きベクトル記憶部１８０２に格納する。これにより、動きベクトル記憶部１８０２には、符号化対象ブロックの周辺の符号化済みブロックの動きベクトルが格納される。

【0157】

図１９は、図１８の予測ベクトル生成部１８０１の構成例を示している。図１９の予測ベクトル生成部１８０１は、図１１の予測ベクトル生成部９０１において、参照ピクチャ決定部１１０４及び領域動きベクトル探索部１１０５をそれぞれ周辺ブロック決定部１９０１及び領域動きベクトル計算部１９０２に置き換えた構成を有する。

【0158】

周辺ブロック決定部１９０１は、符号化対象ブロックの周辺ブロックの範囲を決定する。例えば、図３に示したブロックＡ、ブロックＢ、及びブロックＣを周辺ブロックとして設定することができる。

【0159】

領域動きベクトル計算部１９０２は、動きベクトル記憶部１８０２から周辺ブロックの動きベクトルを取得し、それらの平均ベクトルを領域動きベクトルとして求める。例えば、図３のブロックＡ、ブロックＢ、及びブロックＣの動きベクトルをそれぞれｍｖＡ、ｍｖＢ、及びｍｖＣとすると、平均ベクトルは次式により計算される。
平均ベクトル＝（ｍｖＡ＋ｍｖＢ＋ｍｖＣ）／３ （１３）

【0160】

図２０は、図１８の予測ベクトル生成部１８０１及び動きベクトル探索部９０２が行う動き探索処理の例を示すフローチャートである。図２０のステップ２００１〜ステップ２００３、ステップ２００７、及びステップ２００８〜ステップ２０１２の処理は、図１３のステップ１３０１〜ステップ１３０３、ステップ１３０６、及びステップ１３０７〜ステップ１３１１の処理と同様である。

【0161】

特徴量がＴＨより小さい場合（ステップ２００３，ＹＥＳ）、周辺ブロック決定部１９０１は、符号化対象ブロックの周辺ブロックの範囲を決定する（ステップ２００４）。そして、領域動きベクトル計算部１９０２は、それらの周辺ブロックの動きベクトルを動きベクトル記憶部１８０２から取得し（ステップ２００５）、それらの動きベクトルの平均ベクトルを領域動きベクトルとして求める（ステップ２００６）。

【0162】

なお、符号化対象ブロックの周辺ブロックが１つのみである場合は、領域動きベクトル計算部１９０２は、平均ベクトルの代わりに、その周辺ブロックの動きベクトルを領域動きベクトルとして用いる。

【0163】

図１３、図１４、図１７、及び図２０に示したフローチャートは一例に過ぎず、動画像符号化装置の構成や条件に応じて一部の処理を省略又は変更してもよい。例えば、符号化対象ブロック内に存在するテクスチャが濃いか薄いかにかかわらずに領域動きベクトルを求める場合、図１３のステップ１３０２及びステップ１３０３の処理を省略することが可能である。この場合、図１７のステップ１７０２及びステップ１７０３の処理と、図２０のステップ２００２及びステップ２００３の処理も省略することが可能である。

【0164】

また、予測符号化で用いられる周辺ブロックは、図２及び図３に示したブロックＡ、ブロックＢ、及びブロックＣに限られるものではなく、符号化対象ブロックの周辺に存在する他の符号化済みブロックを周辺ブロックとして用いてもよい。この場合、複数の周辺ブロックの動きベクトルに基づいて、多数決で予測ベクトルを決定することができる。

【0165】

さらに、図１のスライス分割では、ピクチャが水平方向の境界線により４つのスライスに分割されているが、垂直方向の境界線により複数のスライスに分割しても構わない。この場合、スライス境界直下のブロックラインを、スライス境界の右隣又は左隣にある垂直方向のブロックラインに置き換えて、動画像符号化処理が行われる。

【0166】

図６及び図８の動画像符号化装置は、ハードウェア回路として実装することもでき、図２１に示すような情報処理装置（コンピュータ）を用いて実現することもできる。

【0167】

図２１の情報処理装置は、Central Processing Unit （ＣＰＵ）２１０１、メモリ２１０２、入力装置２１０３、出力装置２１０４、動画像入力装置２１０５、補助記憶装置２１０６、媒体駆動装置２１０７、及びネットワーク接続装置２１０８を備える。これらはバス２１０９により互いに接続されている。

【0168】

メモリ２１０２は、例えば、Read Only Memory（ＲＯＭ）、Random Access Memory（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリであり、処理に用いられるプログラム及びデータを格納する。メモリ２１０２は、図８の記憶部８０８、図１５の記憶部１５１４、又は図１８の動きベクトル記憶部１８０２としても使用できる。ＣＰＵ（プロセッサ）２１０１は、例えば、メモリ２１０２を利用してプログラムを実行することにより、動画像符号化処理を行う。

【0169】

入力装置２１０３は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス等であり、ユーザ又はオペレータからの指示や情報の入力に用いられる。出力装置２１０４は、例えば、表示装置、プリンタ、スピーカ等であり、ユーザ又はオペレータへの問い合わせや処理結果の出力に用いられる。動画像入力装置２１０５には、符号化対象のピクチャ列が入力される。

【0170】

補助記憶装置２１０６は、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、テープ装置等である。この補助記憶装置２１０６には、ハードディスクドライブも含まれる。情報処理装置は、補助記憶装置２１０６にプログラム及びデータを格納しておき、それらをメモリ２１０２にロードして使用することができる。

【0171】

媒体駆動装置２１０７は、可搬型記録媒体２１１０を駆動し、その記録内容にアクセスする。可搬型記録媒体２１１０は、メモリデバイス、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク等である。この可搬型記録媒体２１１０には、Compact Disk Read Only Memory （ＣＤ−ＲＯＭ）、Digital Versatile Disk（ＤＶＤ）、Universal Serial Bus（ＵＳＢ）メモリ等も含まれる。ユーザ又はオペレータは、この可搬型記録媒体２１１０にプログラム及びデータを格納しておき、それらをメモリ２１０２にロードして使用することができる。

【0172】

このように、各種処理に用いられるプログラム及びデータを格納するコンピュータ読み取り可能な記録媒体には、メモリ２１０２、補助記憶装置２１０６、及び可搬型記録媒体２１１０のような、物理的な（非一時的な）記録媒体が含まれる。

【0173】

ネットワーク接続装置２１０８は、Local Area Network（ＬＡＮ）、インターネット等の通信ネットワークに接続され、通信に伴うデータ変換を行う通信インタフェースである。符号化結果のビットストリームは、ネットワーク接続装置２１０８を介して受信機又は動画像復号装置へ送信される。情報処理装置は、プログラム及びデータを外部の装置からネットワーク接続装置２１０８を介して受け取り、それらをメモリ２１０２にロードして使用することもできる。

【0174】

なお、情報処理装置が図２１のすべての構成要素を含む必要はなく、用途や条件に応じて一部の構成要素を省略することも可能である。例えば、ユーザ又はオペレータとのインタフェースが不要の場合は、入力装置２１０３及び出力装置２１０４を省略してもよい。

【0175】

開示の実施形態とその利点について詳しく説明したが、当業者は、特許請求の範囲に明確に記載した本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更、追加、省略をすることができるであろう。

【0176】

図３から図２１までを参照しながら説明した実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）それぞれが複数のブロックを含む複数のスライスに分割された符号化対象ピクチャ内の第１のスライスと第２のスライスとの境界に接する、前記第２のスライス内のブロックラインに符号化対象ブロックが含まれている場合、前記第１のスライス内のブロックを含む領域の動きを表す領域動きベクトルを求め、前記領域動きベクトルを第１の予測ベクトルとして出力する予測ベクトル生成部と、
前記第１の予測ベクトルを前記符号化対象ブロックの予測ベクトルとして用いて、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求める動きベクトル探索部と、
前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから第２の予測ベクトルを求め、前記符号化対象ブロックの動きベクトルと前記第２の予測ベクトルとの差分ベクトルを符号化し、前記符号化対象ブロックの画素値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックの画素値との差分を符号化して、符号化結果を出力する符号化部と、
を備えることを特徴とする動画像符号化装置。
（付記２）前記差分ベクトルを符号化しないスキップ符号化モードにおける前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求める動きベクトル生成部と、
前記スキップ符号化モードにおける前記符号化対象ブロックの動きベクトルに基づいて、前記スキップ符号化モードにおける前記符号化対象ブロックの符号化コストを計算するコスト計算部と、
前記差分ベクトルを符号化する符号化モードと前記スキップ符号化モードのうちいずれか一方の符号化モードを選択する選択部とをさらに備え、
前記動きベクトル探索部は、前記第１の予測ベクトルを前記符号化対象ブロックの予測ベクトルとして用いて、前記差分ベクトルを符号化する符号化モードにおける前記符号化対象ブロックの符号化コストを計算し、前記選択部は、前記符号化対象ブロックの符号化コストが小さい方の符号化モードを選択し、前記符号化部は、選択された符号化モードに従って前記符号化対象ブロックを符号化することを特徴とする付記１記載の動画像符号化装置。
（付記３）前記予測ベクトル生成部は、前記第１のスライス内のブロックと前記符号化対象ブロックとを含む前記領域の動きを表す前記領域動きベクトルを求めることを特徴とする付記１又は２記載の動画像符号化装置。
（付記４）前記符号化対象ピクチャを前記ブロックより大きなサイズの複数の領域に分割し、各領域の動きを表す動きベクトルを求めるピクチャ処理部をさらに備え、前記予測ベクトル生成部は、前記ピクチャ処理部により求められた前記複数の領域の動きベクトルのうち、前記符号化対象ブロックを含む領域の動きを表す動きベクトルを前記領域動きベクトルとして求めることを特徴とする付記３記載の動画像符号化装置。
（付記５）前記予測ベクトル生成部は、前記符号化対象ピクチャ全体の平均的な動きを表す動きベクトルを前記領域動きベクトルとして求めることを特徴とする付記３記載の動画像符号化装置。
（付記６）前記予測ベクトル生成部は、前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルに基づく平均的な動きベクトルを、前記領域動きベクトルとして求めることを特徴とする付記１又は２記載の動画像符号化装置。
（付記７）前記符号化対象ブロックが前記第２のスライス内の前記境界に接するブロックライン以外のブロックラインに含まれている場合、前記予測ベクトル生成部は、前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから前記第２の予測ベクトルを求め、前記動きベクトル探索部は、前記第２の予測ベクトルを前記符号化対象ブロックの予測ベクトルとして用いて、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求めることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１つに記載の動画像符号化装置。
（付記８）前記予測ベクトル生成部は、前記符号化対象ブロックが前記第２のスライス内の前記境界に接するブロックラインに含まれている場合、前記符号化対象ブロックの特徴量を求め、前記特徴量が閾値より小さい場合、前記領域動きベクトルを求めることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１つに記載の動画像符号化装置。
（付記９）前記予測ベクトル生成部は、複数の参照ピクチャのうち、前記符号化対象ブロックの周辺の複数の符号化済みブロックにおいて最も多く選択された参照ピクチャに対する前記領域の動きを表す前記領域動きベクトルを求めることを特徴とする付記１乃至８のいずれか１つに記載の動画像符号化装置。
（付記１０）前記予測ベクトル生成部は、複数の参照ピクチャのうち、時間的に前記符号化対象ピクチャに最も近い参照ピクチャに対する前記領域の動きを表す前記領域動きベクトルを求めることを特徴とする付記１乃至８のいずれか１つに記載の動画像符号化装置。
（付記１１）それぞれが複数のブロックを含む複数のスライスに分割された符号化対象ピクチャ内の第１のスライスと第２のスライスとの境界に接する、前記第２のスライス内のブロックラインに符号化対象ブロックが含まれている場合、前記第１のスライス内のブロックを含む領域の動きを表す領域動きベクトルを求め、
前記領域動きベクトルを前記符号化対象ブロックの第１の予測ベクトルとして用いて、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求め、
前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから第２の予測ベクトルを求め、
前記符号化対象ブロックの動きベクトルと前記第２の予測ベクトルとの差分ベクトルを符号化し、前記符号化対象ブロックの画素値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックの画素値との差分を符号化して、符号化結果を求める、
ことを特徴とする動画像符号化方法。
（付記１２）それぞれが複数のブロックを含む複数のスライスに分割された符号化対象ピクチャ内の第１のスライスと第２のスライスとの境界に接する、前記第２のスライス内のブロックラインに符号化対象ブロックが含まれている場合、前記第１のスライス内のブロックを含む領域の動きを表す領域動きベクトルを求め、
前記領域動きベクトルを前記符号化対象ブロックの第１の予測ベクトルとして用いて、前記符号化対象ブロックの動きベクトルを求め、
前記符号化対象ブロックの周辺の１つ以上の符号化済みブロックの動きベクトルから第２の予測ベクトルを求め、
前記符号化対象ブロックの動きベクトルと前記第２の予測ベクトルとの差分ベクトルを符号化し、前記符号化対象ブロックの画素値と前記符号化対象ブロックの動きベクトルが示す参照ピクチャ内のブロックの画素値との差分を符号化して、符号化結果を出力する、
処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【符号の説明】

【0177】

１０１〜１０４ スライス
１１１〜１１４、４０１、４０２、１００３ ブロックライン
２０１、１００２ 符号化対象ブロック
３０１、５０１、１００１ スライス境界
６０１ 動画像符号化装置
６１１、９０１、１８０１ 予測ベクトル生成部
６１２、９０２、１５１３ 動きベクトル探索部
６１３ 符号化部
８０１ 予測誤差生成部
８０２ 直交変換部
８０３ 量子化部
８０４ エントロピー符号化部
８０５ 逆量子化部
８０６ 逆直交変換部
８０７ 復号画像生成部
８０８、１５１４ 記憶部
８０９ 動き補償部
８１０ モード決定部
９０３ 動きベクトル生成部
９０４ コスト計算部
９０５ 選択部
１１０１ ブロック判定部
１１０２ 特徴量計算部
１１０３ 特徴量判定部
１１０４、１５１１ 参照ピクチャ決定部
１１０５ 領域動きベクトル探索部
１１０６ 予測ベクトル決定部
１２０１、１６０１〜６０３ 参照ピクチャ
１２０２、１６０４ 符号化対象ピクチャ
１２１１ 領域
１２１２ 探索点
１２２１ 動き傾向ブロック
１２３１ 領域動きベクトル
１５１２ 探索サイズ決定部
１８０２ 動きベクトル記憶部
１９０１ 周辺ブロック決定部
１９０２ 領域動きベクトル計算部
２１０１ ＣＰＵ
２１０２ メモリ
２１０３ 入力装置
２１０４ 出力装置
２１０５ 動画像入力装置
２１０６ 補助記憶装置
２１０７ 媒体駆動装置
２１０８ ネットワーク接続装置
２１０９ バス
２１１０ 可搬型記録媒体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図11】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図10】

【図12】