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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024129104
(43)【公開日】2024-09-26
(54)【発明の名称】プログラム
(51)【国際特許分類】
H04N 19/105 20140101AFI20240918BHJP
H04N 19/139 20140101ALI20240918BHJP
H04N 19/176 20140101ALI20240918BHJP
H04N 19/52 20140101ALI20240918BHJP
H04N 19/70 20140101ALI20240918BHJP
【ＦＩ】
H04N19/105
H04N19/139
H04N19/176
H04N19/52
H04N19/70
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024106197
(22)【出願日】2024-07-01
(62)【分割の表示】P 2023038899の分割
【原出願日】2013-02-28
(31)【優先権主張番号】61/607,028
(32)【優先日】2012-03-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＣＤＭＡ
(71)【出願人】
【識別番号】316002062
【氏名又は名称】サン パテント トラスト
(74)【代理人】
【識別番号】100109210
【弁理士】
【氏名又は名称】新居 広守
(74)【代理人】
【識別番号】100137235
【弁理士】
【氏名又は名称】寺谷 英作
(74)【代理人】
【識別番号】100131417
【弁理士】
【氏名又は名称】道坂 伸一
(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】谷川 京子
(72)【発明者】
【氏名】笹井 寿郎
(72)【発明者】
【氏名】松延 徹
(72)【発明者】
【氏名】寺田 健吾
(57)【要約】
【課題】符号化効率を向上する。
【解決手段】プログラムは、動画像復号方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、動画像復号方法は、時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す時間予測制限フラグを復号し（Ｓ２１１）、時間予測制限フラグが、時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合（Ｓ２１２でＹｅｓ）、時間予測動きベクトルを算出するため予測方向を特定するための第１のパラメータを復号し（Ｓ２１３）、第１のパラメータにより特定された予測方向に基づき、時間予測動きベクトルを含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出し（Ｓ２１４）、時間予測制限フラグが、時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合（Ｓ２１２でＮｏ）、時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出する（Ｓ２１７）。
【選択図】図２１
【解決手段】プログラムは、動画像復号方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、動画像復号方法は、時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す時間予測制限フラグを復号し（Ｓ２１１）、時間予測制限フラグが、時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合（Ｓ２１２でＹｅｓ）、時間予測動きベクトルを算出するため予測方向を特定するための第１のパラメータを復号し（Ｓ２１３）、第１のパラメータにより特定された予測方向に基づき、時間予測動きベクトルを含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出し（Ｓ２１４）、時間予測制限フラグが、時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合（Ｓ２１２でＮｏ）、時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出する（Ｓ２１７）。
【選択図】図２１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
復号対象ピクチャに含まれる復号対象ブロックを、動きベクトルを用いたインター予測復号する動画像復号方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記動画像復号方法は、
前記復号対象ピクチャと異なる復号済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す時間予測制限フラグを復号し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合、
前記時間予測動きベクトルを算出するため予測方向を特定するための第１のパラメータを復号し、
前記第１のパラメータにより特定された予測方向に基づき、前記時間予測動きベクトルを含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出し、
前記複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、
前記時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出し、
前記複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記第１のパラメータを復号しない、
プログラム。
前記動画像復号方法は、
前記復号対象ピクチャと異なる復号済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す時間予測制限フラグを復号し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合、
前記時間予測動きベクトルを算出するため予測方向を特定するための第１のパラメータを復号し、
前記第１のパラメータにより特定された予測方向に基づき、前記時間予測動きベクトルを含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出し、
前記複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、
前記時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出し、
前記複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記第１のパラメータを復号しない、
プログラム。
【請求項2】
符号化対象ピクチャに含まれる符号化対象ブロックを、動きベクトルを用いたインター予測符号化する動画像符号化方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記動画像符号化方法は、
前記符号化対象ピクチャと異なる符号化済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す時間予測制限フラグを符号化し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合、
前記時間予測動きベクトルを算出するため予測方向を特定するための第１のパラメータを符号化し、
前記第１のパラメータにより特定された予測方向に基づき、前記時間予測動きベクトルを含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出し、
前記複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、
前記時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出し、
前記複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記第１のパラメータを符号化しない、
プログラム。
前記動画像符号化方法は、
前記符号化対象ピクチャと異なる符号化済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す時間予測制限フラグを符号化し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合、
前記時間予測動きベクトルを算出するため予測方向を特定するための第１のパラメータを符号化し、
前記第１のパラメータにより特定された予測方向に基づき、前記時間予測動きベクトルを含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出し、
前記複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、
前記時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出し、
前記複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化し、
前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記第１のパラメータを符号化しない、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、動画像符号化方法及び動画像復号方法に関するものである。
【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及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る。また、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（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【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】
【0004】
このような動画像符号化方法及び動画像復号方法では、符号化効率を向上することが望まれている。
【0005】
そこで本発明は、符号化効率を向上できる動画像符号化方法及び動画像復号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】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るプログラムは、復号対象ピクチャに含まれる復号対象ブロックを、動きベクトルを用いたインター予測復号する動画像復号方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記動画像復号方法は、前記復号対象ピクチャと異なる復号済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す時間予測制限フラグを復号し、前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合、前記時間予測動きベクトルを算出するため予測方向を特定するための第１のパラメータを復号し、前記第１のパラメータにより特定された予測方向に基づき、前記時間予測動きベクトルを含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出し、前記複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号し、前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出し、前記複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号し、前記時間予測制限フラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記第１のパラメータを復号しない。
【0007】
なお、これらの全般的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【0008】
本発明は、符号化効率を向上できる動画像符号化方法及び動画像復号方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、従来の技術に関し、以下の問題が生じることを見出した。
本発明者は、従来の技術に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【0011】
インター予測符号化処理では、動画像符号化装置は、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順（表示時間順）で前方又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、動画像符号化装置は、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象ピクチャの画像データとの差分を算出する。これにより、時間方向の冗長性が取り除かれる。ここで、動画像符号化装置は、動き検出において、符号化対象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して選択する。そして、動画像符号化装置は、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。
【0012】
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が用いられている。Ｉピクチャは、インター予測符号化処理が行われない、すなわち、ピクチャ内予測（以降、イントラ予測と呼ぶ）符号化処理のみが行われるピクチャである。Ｐピクチャは、表示順で、符号化対象ピクチャの前方又は後方にある既に符号化済みの１つのピクチャのみを参照してインター予測符号化が行われるピクチャである。Ｂピクチャは、表示順で、符号化対象ピクチャの前方又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が行われるピクチャである。
【0013】
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、及び予測画像データの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用いられる。動きベクトル検出モードでは、動画像符号化装置は、予測方向として、符号化対象ピクチャの前方又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、前方又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とのいずれかを選択することができる。
【0014】
また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、動画像符号化装置は、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、時間動きベクトル予測（時間予測動きベクトルモード、又は時間ダイレクトモード）と呼ぶ符号化モードを選択することができる。また、時間動きベクトル予測により生成された予測動きベクトル（予測動きベクトル候補）を時間予測動きベクトルと呼ぶ。
【0015】
時間動きベクトル予測におけるインター予測符号化方法を、図１を用いて説明する。図１は、時間動きベクトル予測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を時間動きベクトル予測で符号化する場合を示している。
【0016】
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の動きベクトルｖｂが利用される。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。そして、動画像符号化装置は、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方向予測を行うことでブロックａを符号化する。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であり、ピクチャＰ３に対しては動きベクトルｖａ２である。
【0017】
しかしながら、このような時間動きベクトル予測では、時間予測動きベクトルの算出の際に利用する動きベクトル等の情報を持つ参照ピクチャの情報が、例えば、ストリーミング配信などにおけるパケットロス等で紛失された場合に、正しい時間予測動きベクトルを算出することができなくなることにより復号画像に劣化が発生する。さらに、その復号画像を参照するピクチャへとエラーが伝播するため、結果として、復号処理が停止する場合もある。例えば、図１の参照ピクチャＰ３の情報が紛失した場合は、ピクチャＢ２の時間予測動きベクトルを算出することができなくなる。その結果、ピクチャＢ２を正しく復号できずに、復号処理が停止する場合がある。
【0018】
そこで、本実施の形態では、復号処理におけるエラーの伝播を有効に防止することのできる動画像符号化方法及び動画像復号方法について説明する。
【0019】
また、このような動画像符号化方法及び動画像復号方法では、符号化効率を向上することが望まれている。
【0020】
そこで、本実施の形態では、符号化効率を向上できる動画像符号化方法及び動画像復号方法について説明する。
【0021】
本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、符号化対象ピクチャに含まれる符号化対象ブロックを、動きベクトルを用いたインター予測符号化する動画像符号化方法であって、前記符号化対象ピクチャと異なる符号化済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す第１のフラグを符号化するフラグ符号化ステップと、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合、前記時間予測動きベクトルを算出するための第１のパラメータを符号化するパラメータ符号化ステップと、前記第１のパラメータを用いて、前記時間予測動きベクトルを含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出する第１の候補導出ステップと、前記複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化する第１の動きベクトル符号化ステップと、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出する第２の候補導出ステップと、前記複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化する第２の動きベクトル符号化ステップとを含み、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記第１のパラメータを符号化しない。
【0022】
これによれば、当該動画像符号化方法は、時間動きベクトル予測を用いない場合には、不必要である第１のパラメータを符号化しない。これにより、当該動画像符号化方法は、符号化効率を向上できる。
【0023】
例えば、前記第１のパラメータは、前記符号化済みピクチャを特定するためのパラメータを含んでもよい。
【0024】
例えば、前記第１パラメータは、前記符号化対象ピクチャを符号化するために用いられる参照ピクチャリストで示される複数のピクチャのうち前記符号化済みピクチャを特定するための参照ピクチャインデックスを含んでもよい。
【0025】
例えば、前記第１パラメータは、前記符号化対象ピクチャを符号化するために用いられる複数の参照ピクチャリストのうち、前記符号化済みピクチャを特定するために、どの参照ピクチャリストを用いるかを示すフラグを含んでもよい。
【0026】
例えば、前記第１又は第２の候補導出ステップでは、前記複数の第１の予測動きベクトル又は前記複数の第２の予測動きベクトルに、前記時間予測動きベクトルに代わる代替ベクトルを含めてもよい。
【0027】
これによれば、当該動画像符号化方法は、符号化効率の低下を抑制できる。
【0028】
例えば、前記動画像符号化方法は、多視点映像に含まれる基本ビュー及び依存ビューそれぞれに属するピクチャを符号化する方法であり、前記基本ビューと前記依存ビューとの間の視差に相当する視差ベクトルを生成する視差ベクトル生成ステップをさらに含み、前記第１の候補導出ステップでは、前記符号化対象ピクチャが、前記依存ビューに属し、且つＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）先頭のピクチャである場合、前記複数の第１の予測動きベクトルに、前記代替ベクトルとして前記視差ベクトルを含めてもよい。
【0029】
これによれば、当該動画像符号化方法は、符号化効率の低下を抑制できる。
【0030】
例えば、前記動画像符号化方法は、多視点映像に含まれる基本ビュー及び依存ビューそれぞれに属するピクチャを符号化する方法であり、前記基本ビューと前記依存ビューとの間の視差に相当する視差ベクトルを生成する視差ベクトル生成ステップをさらに含み、前記第２の候補導出ステップでは、前記複数の第２の予測動きベクトルに、前記代替ベクトルとして前記視差ベクトルを含めてもよい。
【0031】
これによれば、当該動画像符号化方法は、符号化効率の低下を抑制できる。
【0032】
また、本発明の一態様に係る動画像復号方法は、復号対象ピクチャに含まれる復号対象ブロックを、動きベクトルを用いたインター予測復号する動画像復号方法であって、前記復号対象ピクチャと異なる復号済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す第１のフラグを復号するフラグ復号ステップと、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合、前記時間予測動きベクトルを算出するための第１のパラメータを復号するパラメータ復号ステップと、前記第１のパラメータを用いて、前記時間予測動きベクトルを含む前記複数の第１の予測動きベクトル候補を導出する第１の候補導出ステップと、前記複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号する第１の動きベクトル復号ステップと、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出する第２の候補導出ステップと、前記複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号する第２の動きベクトル復号ステップとを含み、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記第１のパラメータを復号しない。
【0033】
これによれば、当該動画像復号方法は、時間動きベクトル予測を用いない場合には、不必要である第１のパラメータを復号しない。これにより、当該動画像復号方法は、符号化効率を向上できる。
【0034】
例えば、前記第１のパラメータは、前記復号済みピクチャを特定するためのパラメータを含んでもよい。
【0035】
例えば、前記第１のパラメータは、前記復号対象ピクチャを復号するために用いられる参照ピクチャリストで示される複数のピクチャのうち前記復号済みピクチャを特定するための参照ピクチャインデックスを含んでもよい。
【0036】
例えば、前記第１パラメータは、前記復号対象ピクチャを復号するために用いられる複数の参照ピクチャリストのうち、前記符号化済みピクチャを特定するために、どの参照ピクチャリストを用いるかを示すフラグを含んでもよい。
【0037】
例えば、前記第１又は第２の候補導出ステップでは、前記複数の第１の予測動きベクトル又は前記複数の第２の予測動きベクトルに、前記時間予測動きベクトルに代わる代替ベクトルを含めてもよい。
【0038】
これによれば、当該動画像復号方法は、符号化効率の低下を抑制できる。
【0039】
例えば、前記動画像復号方法は、多視点映像に含まれる基本ビュー及び依存ビューそれぞれに属するピクチャを復号する方法であり、前記基本ビューと前記依存ビューとの間の視差に相当する視差ベクトルを生成する視差ベクトル生成ステップをさらに含み、前記第１の候補導出ステップでは、前記復号対象ピクチャが、前記依存ビューに属し、且つＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）先頭のピクチャである場合、前記複数の第１の予測動きベクトルに、前記代替ベクトルとして前記視差ベクトルを含めてもよい。
【0040】
これによれば、当該動画像復号方法は、符号化効率の低下を抑制できる。
【0041】
例えば、前記動画像復号方法は、多視点映像に含まれる基本ビュー及び依存ビューそれぞれに属するピクチャを復号する方法であり、前記基本ビューと前記依存ビューとの間の視差に相当する視差ベクトルを生成する視差ベクトル生成ステップをさらに含み、前記第２の候補導出ステップでは、前記複数の第２の予測動きベクトルに、前記代替ベクトルとして前記視差ベクトルを含めてもよい。
【0042】
これによれば、当該動画像復号方法は、符号化効率の低下を抑制できる。
【0043】
また、本発明の一態様に係る動画像符号化装置は、制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、符号化対象ピクチャに含まれる符号化対象ブロックを、動きベクトルを用いたインター予測符号化する動画像符号化装置であって、前記制御回路は、前記符号化対象ピクチャと異なる符号化済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す第１のフラグを符号化するフラグ符号化ステップと、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合、前記時間予測動きベクトルを算出するための第１のパラメータを符号化するパラメータ符号化ステップと、前記第１のパラメータを用いて、前記時間予測動きベクトルを含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出する第１の候補導出ステップと、前記複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化する第１の動きベクトル符号化ステップと、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出する第２の候補導出ステップと、前記複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化する第２の動きベクトル符号化ステップとを実行し、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記第１のパラメータを符号化しない。
【0044】
これによれば、当該動画像符号化装置は、時間動きベクトル予測を用いない場合には、不必要である第１のパラメータを復号しない。これにより、当該動画像符号化装置は、符号化効率を向上できる。
【0045】
また、本発明の一態様に係る動画像復号装置は、制御回路と、前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、復号対象ピクチャに含まれる復号対象ブロックを、動きベクトルを用いたインター予測復号する動画像復号装置であって、前記制御回路は、前記復号対象ピクチャと異なる復号済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す第１のフラグを復号するフラグ復号ステップと、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合、前記時間予測動きベクトルを算出するための第１のパラメータを復号するパラメータ復号ステップと、前記第１のパラメータを用いて、前記時間予測動きベクトルを含む前記複数の第１の予測動きベクトル候補を導出する第１の候補導出ステップと、前記複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号する第１の動きベクトル復号ステップと、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出する第２の候補導出ステップと、前記複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、前記復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号する第２の動きベクトル復号ステップとを実行し、前記第１のフラグが、前記時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合、前記第１のパラメータを復号しない。
【0046】
これによれば、当該動画像復号装置は、時間動きベクトル予測を用いない場合には、不必要である第１のパラメータを復号しない。これにより、当該動画像復号装置は、符号化効率を向上できる。
【0047】
また、本発明の一態様に係る動画像符号化復号装置は、前記動画像符号化装置と、前記動画像復号装置とを備える。
【0048】
なお、これらの全般的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【0049】
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。
【0050】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。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及び接続形態、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、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、任意の構成要素として説明される。
【0051】
（実施の形態１）
図２は、実施の形態１に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
図２は、実施の形態１に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【0052】
動画像符号化装置１００は、図２に示すように、減算部１０１と、直交変換部１０２と、量子化部１０３と、逆量子化部１０４と、逆直交変換部１０５と、加算部１０６と、ブロックメモリ１０７と、フレームメモリ１０８と、イントラ予測部１０９と、インター予測部１１０と、スイッチ１１１と、インター予測制御部１１２と、ピクチャタイプ決定部１１３と、時間予測動きベクトル算出部１１４と、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５と、全体ベクトル保存部１１６と、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７と、可変長符号化部１１８とを備えている。
【0053】
減算部１０１は、装置外部から符号化対象ブロックを含む入力画像列を取得し、スイッチ１１１から予測ブロックを取得し、符号化対象ブロックから予測ブロックを減算することにより残差ブロックを生成し、生成された残差ブロックを直交変換部１０２に出力する。
【0054】
直交変換部１０２は、減算部１０１から取得した残差ブロックを画像領域から周波数領域に変換することにより変換係数を生成し、生成された変換係数を量子化部１０３に出力する。量子化部１０３は、量子化部１０３から取得した変換係数を量子化することにより量子化係数を生成し、生成された量子化係数を逆量子化部１０４及び可変長符号化部１１８に出力する。
【0055】
逆量子化部１０４は、量子化部１０３から取得した量子化係数を逆量子化することにより変換係数を復元し、復元された変換係数を逆直交変換部１０５に出力する。逆直交変換部１０５は、逆量子化部１０４から取得した復元された変換係数を周波数領域から画像領域に変換することで残差ブロックを復元し、復元された残差ブロックを加算部１０６に出力する。
【0056】
加算部１０６は、逆直交変換部１０５から取得した復元された残差ブロックと、スイッチ１１１から取得した予測ブロックとを加算することで符号化対象ブロックを復元し、復元された符号化対象ブロックをブロックメモリ１０７及びフレームメモリ１０８に出力する。ブロックメモリ１０７は、復元された入力画像列をブロック単位で保存する。フレームメモリ１０８は、復元された入力画像列をフレーム単位で保存する。
【0057】
ピクチャタイプ決定部１１３は、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、及び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、決定したピクチャタイプを示すピクチャタイプ情報を生成する。そして、ピクチャタイプ決定部１１３は、生成したピクチャタイプ情報を、スイッチ１１１、インター予測制御部１１２、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７、及び可変長符号化部１１８に出力する。
【0058】
イントラ予測部１０９は、ブロックメモリ１０７に保存されているブロック単位の復元された入力画像列を用いて、符号化対象ブロックにイントラ予測を行うことで予測ブロックを生成し、生成された予測ブロックをスイッチ１１１に出力する。インター予測部１１０は、フレームメモリ１０８に保存されているフレーム単位の復元された入力画像列と、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にインター予測を行うことで予測ブロックを生成し、生成された予測ブロックをスイッチ１１１に出力する。
【0059】
スイッチ１１１は、イントラ予測部１０９で生成された予測ブロック、又はインター予測部１１０で生成された予測ブロックを、減算部１０１及び加算部１０６に出力する。例えば、スイッチ１１１は、２つの予測ブロックのうち、符号化コストの小さい方の予測ブロックを出力する。
【0060】
ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの使用を禁止するか否か決定する。そして、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、決定結果を示すｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグをピクチャ毎に生成し、生成されたｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを時間予測動きベクトル算出部１１４及び可変長符号化部１１８に出力する。このｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグは、ビットストリーム（典型的には、ピクチャヘッダ又はスライスヘッダ）に含められる。なお、本実施の形態では、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを用いて、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの使用を禁止することで、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの情報を用いた時間予測動きベクトルの算出を禁止し、予測動きベクトル候補に追加しないようにしたが、必ずしもこれには限らない。例えば、直接、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの情報を用いた時間予測動きベクトルを許可するか否かを示すフラグ（ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ）等を用意し、このフラグをビットストリーム（典型的には、ピクチャヘッダ又はスライスヘッダ）に含めるようにしても構わない。
【0061】
また、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、表示順で、符号化対象ピクチャより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）、又は、符号化対象ピクチャより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）のいずれかをｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックに決定する。言い換えれば、前方参照ブロックは、参照ピクチャリストＬ０で特定される参照ピクチャに含まれるブロックである。また、後方参照ブロックは、参照ピクチャリストＬ１で特定される参照ピクチャに含まれるブロックである。なお、本実施の形態では、参照ピクチャリストＬ０に前方参照ブロックが含まれ、参照ピクチャリストＬ１に後方参照ブロックが含まれる例を示したが、必ずしもこれには限らない。例えば、参照ピクチャリストＬ０に前方参照ブロックが含まれ、参照ピクチャリストＬ１に前方参照ブロックが含まれる場合のように、両方の参照ピクチャリストに同一方向の参照ブロックが含まれるようにしても構わないし、２つの参照ピクチャリストに逆方向の参照ブロックが含まれるようにしても構わない。
【0062】
そして、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、決定結果を示すｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）をピクチャ毎に生成し、生成されたｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグを時間予測動きベクトル算出部１１４及び可変長符号化部１１８に出力する。このｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグは、ビットストリーム（典型的には、ピクチャヘッダ又はスライスヘッダ）に含められる。例えば、ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇの値が１の場合は、参照ピクチャリストＬ０からｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが算出され、ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿０＿ｆｌａｇの値が０の場合は、参照ピクチャリストＬ１からｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが算出される。なお、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグに「禁止」を示す値がセットされている場合は（例えば、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が０の場合は）、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）を省略してもよい。詳細な方法は後述する。
【0063】
ここで、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックとは、符号化対象ブロックを含む符号化対象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。例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグの値に応じて決定された参照ピクチャリストに含まれる複数のピクチャのうち、参照ピクチャインデックスの値がｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）の値であるピクチャがｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャとして用いられる。そして、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャ内の、符号化対象ブロックと同じ位置のブロックがｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックとして用いられる。
【0064】
ここで、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグの値に応じて決定される参照ピクチャリストに含まれる複数のピクチャから、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャを指定するインデックス値である。ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘは、ビットストリーム（典型的には、ピクチャヘッダ又はスライスヘッダ）に含められる。
【0065】
例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、参照ピクチャリストＬ１の参照ピクチャインデックス０に対応するピクチャをｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャとして指定する場合には、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）に値０を設定し、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘに値０を設定する。なお、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグに「禁止」を示す値がセットされている場合は（例えば、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が０の場合は）、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）を省略してもよい。詳細な方法は後述する。また、なお、符号化対象ブロックとｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックとの各ピクチャ内における位置は、厳密に一致していなくてもよい。例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、符号化対象ピクチャとは異なるピクチャ内の符号化対象ブロックの同一の位置のブロックの周辺の（隣接する）ブロックを、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックに設定してもよい。
【0066】
時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７から取得したｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグの値に応じて、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５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、又は、全体ベクトル保存部に格納されているｃｏｌＰｉｃピクチャの全体動きベクトルを用いて、予測動きベクトルの候補である予測動きベクトル候補を導出する。
【0067】
具体的には、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ禁止フラグがオン（禁止）の場合、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体ベクトル保存部１１６からリードした全体動きベクトル（代替ベクトル）を、予測動きベクトル候補に追加する。一方、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ禁止フラグがオフ（許可）の場合、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５からリードしたｃｏｌＰｉｃ情報を用いて算出される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。
【0068】
また、時間予測動きベクトル算出部１１４は、候補として追加した予測動きベクトルに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１１４は、候補として追加した予測動きベクトルと予測動きベクトルインデックスとを、インター予測制御部１１２に出力する。一方、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが動きベクトルを有していない場合、時間予測動きベクトル算出部１１４は、時間動きベクトル予測による動きベクトルの導出を中止するか、又は、動き量が０のベクトルを予測動きベクトル候補として導出する。また、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体動きベクトルを可変長符号化部１１８に出力する。
【0069】
インター予測制御部１１２は、複数の予測動きベクトル候補のうちから、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、誤差とは、例えば、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。
【0070】
また、インター予測制御部１１２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特定する。そして、インター予測制御部１１２は、予測動きベクトルインデックスと、動きベクトルと予測動きベクトルとの差分値とを、可変長符号化部１１８に出力する。また、インター予測制御部１１２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１１５に転送する。また、インター予測制御部１１２は、符号化ブロックの動きベクトル等を全体ベクトル保存部１１６へ転送する。
【0071】
ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５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、次のピクチャの符号化時の予測動きベクトル用に格納する。全体ベクトル保存部１１６は、ピクチャに含まれる複数の符号化対象ブロックの動きベクトルから、全体動きベクトルを算出し、次のピクチャの符号化時の予測動きベクトル用に格納する。
【0072】
可変長符号化部１１８は、量子化部１０３から取得した量子化係数と、インター予測制御部１１２から取得した予測動きベクトルインデックス及び動きベクトルと予測動きベクトルとの差分値と、ピクチャタイプ決定部１１３から取得したピクチャタイプ情報と、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７から取得したｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ（又は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ）、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）、及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）と、時間予測動きベクトル算出部１１４から取得した全体動きベクトルとを、可変長符号化することでビットストリームを生成する。
【0073】
図３は、実施の形態１に係る動画像符号化方法の処理フローの概要を示す図である。
【0074】
ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、予測動きベクトル候補を時間動きベクトル予測で導出する際に、後述する方法で、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ、及び、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスなどを含むｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報を決定する（Ｓ１１）。
【0075】
次に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオン（禁止）（又は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が０）か否かを判定する（Ｓ１２）。そして、判定結果が真（Ｓ１２でＹｅｓ）ならば、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体ベクトル保存部１１６から全体動きベクトルをリードし、ピクチャヘッダ等のヘッダ情報にリードした全体動きベクトルを付随させる（Ｓ１３）。
【0076】
次に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体動きベクトルを、時間予測動きベクトルの代替ベクトルとして、予測動きベクトル候補に追加する（Ｓ１４）。また、時間予測動きベクトル算出部１１４は、候補に追加した予測動きベクトルに予測動きベクトルインデックスの値を割り振る。
【0077】
一方、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオフ（Ｓ１２でＮｏ）（又は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が１）ならば、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報に応じてｃｏｌＰｉｃメモリからｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの参照動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をリードし、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を算出し、算出され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（Ｓ１７）。また、時間予測動きベクトル算出部１１４は、候補に追加した予測動きベクトルに予測動きベクトルインデックスの値を割り振る。
【0078】
一般に、予測動きベクトルインデックスの値が小さい場合には、必要な情報量は少ない。一方、予測動きベクトルインデックスの値が大きい場合には、必要な情報量は大きい。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予測動きベクトルに、小さい予測動きベクトルインデックスが割り当てられると、符号化効率が高くなる。
【0079】
次に、インター予測部１１０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を行うことにより、符号化対象ブロックの予測ブロックを生成する。そして、減算部１０１、直交変換部１０２、量子化部１０３、及び可変長符号化部１１８は、インター予測部１１０で生成された予測ブロックを用いて、符号化対象ブロックを符号化する。
【0080】
また、インター予測制御部１１２は、複数の予測動きベクトル候補のうち、動きベクトルとの誤差の最も小さい予測動きベクトル候補である予測動きベクトルを用いて、動きベクトルを符号化する。インター予測制御部１１２は、例えば、複数の予測動きベクトル候補それぞれと、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て算出し、算出された誤差のうち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予測動きベクトルと決定する。
【0081】
そして、インター予測制御部１１２は、選択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と、動きベクトルと予測動きベクトルとの誤差情報とを、可変長符号化部１１８に出力する。可変長符号化部１１８は、インター予測制御部１１２から取得した予測動きベクトルインデックス及び誤差情報を可変長符号化し、可変長符号化された予測動きベクトルインデックス及び誤差情報をビットストリームに含める（Ｓ１５）。
【0082】
次に、インター予測制御部１１２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、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５に保存する。ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５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に、参照ピクチャの動きベクトル、参照ピクチャインデックス値、及び予測方向などが格納されている。また、インター予測制御部１１２は、インター予測に用いた動きベクトル等を、全体ベクトル保存部１１６に保存する（Ｓ１６）。
【0083】
図４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Ａ（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Ｂ（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Ｃ（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、例えば以下の式１～式３を用いて導出される。
【0084】
【数1】
【数2】
【数3】
【0085】
予測動きベクトルインデックスの値は、Ｍｅｄｉａｎ（ＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃ）に対応する値が０であり、動きベクトルＡに対応する値が１であり、動きベクトルＢに対応する値が２であり、動きベクトルＣに対応する値が３であり、時間予測動きベクトル（又は代替ベクトル）に対応する値が４である。なお、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。
【0086】
図５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。図５の例では、予測動きベクトルインデックスの値の小さいほうから順に、符号長の短い符号が割り当てられている。このように、予測精度が良い可能性の高い予測動きベクトル候補に小さい予測動きベクトルインデックスが割り当てられることにより、符号化効率を向上させることができる。
【0087】
図６は、インター予測制御部１１２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。図６に示すフローにより、インター予測制御部１１２は、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予測動きベクトルと決定する。そして、動きベクトルと予測動きベクトルとの誤差情報と、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とが可変長符号化されてビットストリームに含められる。
【0088】
具体的には、まず、インター予測制御部１１２は、予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘ、及び最小動きベクトル誤差を初期化する（Ｓ２１）。次に、インター予測制御部１１２は、予測動きベクトル候補インデックスｍｖｐ＿ｉｄｘと、予測動きベクトル候補数（図４に示されるテーブルのレコード数）とを比較する（Ｓ２２）。
【0089】
ｍｖｐ＿ｉｄｘ＜予測動きベクトル候補数（Ｓ２２でＹｅｓ）であれば、インター予測制御部１１２は、複数の予測動きベクトル候補のうちの現在のｍｖｐ＿ｉｄｘの値で特定される予測動きベクトル候補の動きベクトル誤差（誤差情報）を算出する（Ｓ２３）。例えば、インター予測制御部１１２は、符号化対象ブロックの符号化に用いた動きベクトルから、図４の予測動きベクトルインデックス＝０の予測動きベクトル候補を減算することによって、動きベクトル誤差を算出する。
【0090】
次に、インター予測制御部１１２は、ステップＳ２３で算出した動きベクトル誤差と、最小動きベクトル誤差とを比較する（Ｓ２４）。動きベクトル誤差＜最小動きベクトル誤差（Ｓ２４でＹｅｓ）であれば、インター予測制御部１１２は、ステップＳ２３で算出した動きベクトル誤差を最小動きベクトル誤差にセット（上書き）し、現在のｍｖｐ＿ｉｄｘを予測動きベクトルインデックスにセット（上書き）する（Ｓ２５）。一方、動きベクトル誤差≧最小動きベクトル誤差（Ｓ２４でＮｏ）であれば、ステップＳ２５はスキップされる。
【0091】
そして、インター予測制御部１１２は、ｍｖｐ＿ｉｄｘを１だけインクリメント（Ｓ２６）し、上記の各処理（ステップＳ２２～ステップＳ２６）を予測動きベクトル候補の数だけ繰り返し実行する。そして、インター予測制御部１１２は、ｍｖｐ＿ｉｄｘ＝予測動きベクトル候補数（Ｓ２２でＮｏ）となるタイミングで、最小動きベクトル誤差及び予測動きベクトルインデックスにセットされている値を、可変長符号化部１１８に出力し、図６の処理を終了する（Ｓ２７）。
【0092】
図７は、図２に示されたｃｏｌＰｉｃメモリ１１５、及び、全体ベクトル保存部１１６への読み書き処理を示す概念図である。図７において、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャｃｏｌＰｉｃに含まれるｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが有する、予測方向１の動きベクトルｍｖＣｏｌ１、及び予測方向２の動きベクトルｍｖＣｏｌ２は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５及び全体ベクトル保存部１１６に格納される。
【0093】
ここで、符号化対象ブロックが符号化される時には、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５に格納された動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報、又は、全体ベクトル保存部１１６の全体動きベクトルがｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグに応じて読み出されて予測動きベクトル候補に追加される。
【0094】
予測動きベクトル候補は、符号化対象ブロックの動きベクトルの符号化に用いられる。なお、本実施の形態１では、予測方向１が前方参照であり、予測方向２が後方参照である例を用いて説明するが、予測方向１が後方参照であり、かつ予測方向２が前方参照であっても構わないし、予測方向１及び予測方向２の両方がともに前方参照、又は後方参照であっても構わない。なお、予測方向１が参照ピクチャリストＬ０、予測方向２が参照ピクチャリストＬ１を用いた予測である場合の例を示す。
【0095】
全体ベクトル保存部１１６には、符号化対象ピクチャを構成する複数の符号化対象ブロックの動きベクトルから算出される全体動きベクトルが格納される。例えば、全体動きベクトルは、符号化対象ピクチャ全体のインター予測符号化時の動きベクトルの予測方向毎の平均値などである。なお、本実施の形態１では、全体ベクトルとして、符号化対象ピクチャを構成する複数の符号化対象ブロックの動きベクトルの平均値を用いる例を示したが、必ずしもこれに限らない。
【0096】
例えば、全体動きベクトルは、符号化対象ピクチャを構成する複数の符号化対象ブロックのインター予測符号化時の動きベクトルの中間値、又は重み付き平均値であってもよい。または、全体動きベクトルは、符号化対象ピクチャを構成する複数の符号化対象ブロックのインター予測符号化時の動きベクトルのうち、出現頻度の最も高い動きベクトルであってもよい。または、全体動きベクトルは、符号化対象ピクチャを構成する複数の符号化対象ブロックのインター予測符号化時の動きベクトルのうち、表示順で最も近いピクチャを参照している動きベクトルであってもよい。
【0097】
【0098】
まず、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックを用いた時間動きベクトル予測を、符号化対象ピクチャに対して行うか否かを判定する（Ｓ３１）。そして、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの使用を許可（時間動きベクトル予測）したか否かを表すｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ（又は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ）をピクチャ毎に生成し、生成されたｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを可変長符号化部１１８に出力する。
【0099】
例えば、ストリーミング配信等の際に、時間動きベクトル予測による復号エラーの伝播を抑制するために、ある一定間隔でｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグをオンにすることが考えられる。これを実現する例として、符号化済みの符号化対象ピクチャの枚数を数えるカウンタを用意し、符号化済み枚数がある閾値より小さければ、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグをオフに設定しておき、符号化済み枚数が閾値以上になれば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグをオンに設定して、カウンタを０にリセットする方法などが考えられる。
【0100】
また、例えば、参照の対象となりうるピクチャ（例えば、Ｐピクチャ、及び他のピクチャから参照されるＢピクチャ）では、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグをオンに設定し、参照の対象になりえない非参照ピクチャ（例えば、他のピクチャから参照されないＢピクチャ）では、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグをオフにすることで、復号エラー伝播を抑制する方法などが考えられる。このように、他のピクチャから参照されるピクチャに対してｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグをオンにすることにより、復号エラーの伝播を効果的に抑制することが可能となる。
【0101】
次に、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、前方参照ブロック、又は、後方参照ブロックのいずれをｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックに決定する（Ｓ３２）。例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７は、前方参照ピクチャに含まれるｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック（前方参照ブロック）と、後方参照ピクチャに含まれるｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック（後方参照ブロック）とのうち、符号化対象ピクチャと表示順において距離が近いピクチャに含まれる方を、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックとして選択する。そして、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７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、及び、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャを指定するためのｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスをピクチャ（又は、スライス）毎に生成し、生成されたｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ、及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスを可変長符号化部１１８に出力する。
【0102】
図８Ｂは、他のピクチャから参照されるＢピクチャの例を示している。図８Ｂの例では、複数のレイヤーを有する参照構造が定義されている。ストリームの先頭のピクチャはＩピクチャに設定され、先頭のＩピクチャ以外のピクチャは、Ｂピクチャに設定されている。また、複数のレイヤーのうちレベルの高いレイヤーに属するピクチャは、同一のレベルのレイヤーに属するピクチャ、又は、そのレイヤーより低いレベルのレイヤーに属するピクチャを参照する。
【0103】
例えば、図８Ｂでは、レイヤー３に属するピクチャＢ１は、レイヤー０に属するピクチャＩ０、及びレイヤー２に属するピクチャＢｒ２を参照している。また、レベルの最も低いレイヤー０に属するＢｆ８は、同一レイヤーに属するピクチャＩ０を参照している。ここで、レベルの最も低いレイヤー０に属するピクチャは、表示順で前方のみのピクチャを参照する。このような参照構造において、他のピクチャから参照される可能性の高いレイヤー０に属するピクチャに対して、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグをオンにすることが考えられる。
【0104】
【0105】
まず、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５から、予測方向１の参照動きベクトル、及び予測方向２の参照動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をリードする（Ｓ４１）。次に、時間予測動きベクトル算出部１１４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を判断する（Ｓ４２）。すなわち、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが前方参照動きベクトル（ｍｖＬ０）と、後方参照動きベクトル（ｍｖＬ１）とを有しているか否かを判断する。
【0106】
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（Ｓ４２でＹｅｓ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、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（Ｓ４３）。すなわち、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックを含むピクチャが、符号化対象ピクチャより表示順で後方に位置するか否かを判断する。
【0107】
次に、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（Ｓ４３でＹｅｓ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの前方参照動きベクトル（参照ピクチャリストＬ０の参照ピクチャに対する動きベクトルｍｖＬ０）を用いて、時間動きベクトル予測により、時間予測動きベクトルを導出する（Ｓ４４）。そして、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ステップＳ４４で算出し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（Ｓ４５）。
【0108】
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（Ｓ４３でＮｏ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの後方参照動きベクトル（参照ピクチャリストＬ１の参照ピクチャに対する動きベクトルｍｖＬ１）を用いて、時間動きベクトル予測により、時間予測動きベクトルを導出（Ｓ４６）し、導出され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（Ｓ４５）。
【0109】
一方、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが、前方参照動きベクトル、及び後方参照動きベクトルのいずれか一方のみを有していると判断された場合（Ｓ４２でＮｏ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４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を判断する（Ｓ４７）。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（Ｓ４７でＹｅｓ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４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（Ｓ４８）し、導出され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（Ｓ４５）。
【0110】
一方、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（Ｓ４７でＮｏ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４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を判断する（Ｓ４９）。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（Ｓ４９でＹｅｓ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４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（Ｓ５０）し、導出され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（Ｓ４５）。
【0111】
一方、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（Ｓ４９でＮｏ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４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せずに、図９の処理を終了する（Ｓ５１）。または、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ステップＳ５１の処理に代えて、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの時間予測動きベクトルとして動き量が０の動きベクトルを、予測動きベクトル候補に追加してもよい。
【0112】
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１１４は、ステップＳ４７において、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し、ステップＳ４９において、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している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１１４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を先に判断し、その後で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してもよい。
【0113】
【0114】
まず、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体ベクトル保存部１１６から、予測方向１の全体動きベクトル、及び、予測方向２の全体動きベクトル等を含む全体動きベクトル情報の少なくとも一方をリードする（Ｓ６１）。次に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体動きベクトル情報が２つ以上の動きベクトルを有しているか否かを判断する（Ｓ６２）。すなわち、時間予測動きベクトル算出部１１４は、前方参照動きベクトル（ｍｖＬ０）と後方参照動きベクトル（ｍｖＬ１）とが全体動きベクトル情報に含まれているか否かを判断する。
【0115】
全体動きベクトル情報が、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（Ｓ６２でＹｅｓ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向が、後方参照ブロックであるか否かを判断する（Ｓ６３）。ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向が、後方参照ブロックであると判断された場合（Ｓ６３でＹｅｓ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体動きベクトル情報に含まれる前方参照動きベクトルを選択する（Ｓ６４）。
【0116】
そして、時間予測動きベクトル算出部１１４は、選択した全体動きベクトルを、ピクチャヘッダ等のヘッダ情報に付加（可変長符号化部１１８に出力）すると共に、符号化対象ブロックの予測動きベクトル候補に追加する（Ｓ６５）。なお、時間予測動きベクトル算出部１１４は、選択した全体動きベクトルが参照する（より具体的には、全体動きベクトルの算出に用いる複数の動きベクトルが参照する）参照ピクチャを特定する情報を、ヘッダ情報に付加する。この情報は、図１１Ａ～図１２Ｂを用いて後述するスケーリング処理で利用される。
【0117】
一方、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向が前方参照ブロックであると判断された場合（Ｓ６３でＮｏ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体動きベクトル情報に含まれる後方参照動きベクトルを選択する（Ｓ６６）。そして、時間予測動きベクトル算出部１１４は、選択した全体動きベクトルを、ピクチャヘッダ等のヘッダ情報に付加すると共に、符号化対象ブロックの予測動きベクトル候補に追加する（Ｓ６５）。
【0118】
また、全体動きベクトル情報が、前方参照動きベクトル、及び後方参照動きベクトルのいずれか一方のみを有すると判断された場合（Ｓ６２でＮｏ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体動きベクトル情報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（Ｓ６７）。
【0119】
全体動きベクトル情報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（Ｓ６７でＹｅｓ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体動きベクトル情報に含まれる前方参照動きベクトルを選択する（Ｓ６８）。そして、時間予測動きベクトル算出部１１４は、選択した全体動きベクトルを、ピクチャヘッダ等のヘッダ情報に付加すると共に、符号化対象ブロックの予測動きベクトル候補に追加する（Ｓ６５）。
【0120】
一方、全体動きベクトル情報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（Ｓ６７でＮｏ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体動きベクトル情報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（Ｓ６９）。全体動きベクトル情報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（Ｓ６９でＹｅｓ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４は、全体動きベクトル情報に含まれる後方参照動きベクトルを選択する（Ｓ７０）。そして、時間予測動きベクトル算出部１１４は、選択した全体動きベクトルを、ピクチャヘッダ等のヘッダ情報に付加すると共に、符号化対象ブロックの予測動きベクトル候補に追加する（Ｓ６５）。
【0121】
一方、全体動きベクトル情報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（Ｓ６９でＮｏ）に、時間予測動きベクトル算出部１１４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、又は、全体動きベクトルを０に設定する（Ｓ７１）。そして、時間予測動きベクトル算出部１１４は、設定した全体動きベクトルを、ピクチャヘッダ等のヘッダ情報に付加すると共に、符号化対象ブロックの予測動きベクトル候補に追加する（Ｓ６５）。
【0122】
なお、図１０の処理フローでは、時間予測動きベクトル算出部１１４は、ステップＳ６７において、全体動きベクトルが前方参照動きベクトルを有しているか否かを判断し、ステップＳ６９において、全体動きベクトルが後方参照動きベクトルを有しているか否かを判断している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１１４は、全体動きベクトルが後方参照動きベクトルを有しているか否かを先に判断し、その後で全体動きベクトルが前方参照動きベクトルを有しているか否かを判断してもよい。
【0123】
また、図１０のステップＳ６３～ステップＳ６６では、時間予測動きベクトル算出部１１４が、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグによって、全体動きベクトルｍｖＬ０、及びｍｖＬ１のどちらを選択するかを決定する例を説明したが、これに限定されない。例えば、時間予測動きベクトル算出部１１４は、参照ピクチャリストＬ０の予測動きベクトル候補に全体動きベクトルｍｖＬ０を選択し、参照ピクチャリストＬ１の予測動きベクトルの候補には全体動きベクトルｍｖＬ１を選択してもよい。これにより、全体動きベクトルを用いる場合には、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグをヘッダに付加する必要がなくなるので、さらに符号化効率が向上する。
【0124】
次に、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際のスケーリング方法について、詳細に説明する。なお、全体動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加する際のスケーリング方法は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルの代わりに、全体動きベクトルを入力として用いる点を除いて共通するので、説明を省略する。
【0125】
図１１Ａは、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが後方参照ブロックであり、且つ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、時間動きベクトル予測により、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。具体的には、前方参照動きベクトルを用いて、以下の式４により、予測動きベクトル候補（ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ）が導出される。
【0126】
ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ＝ｍｖＬ０×（Ｂ２－Ｂ０）／（Ｂ４－Ｂ０） ・・（式４）
【0127】
ここで、（Ｂ２－Ｂ０）は、ピクチャＢ２とピクチャＢ０との表示時間の時間差情報を示す。同様に、（Ｂ４－Ｂ０）は、ピクチャＢ４とピクチャＢ０との表示時間の時間差情報を示す。
【0128】
図１１Ｂは、後方参照動きベクトルを用いて、時間動きベクトル予測により、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。具体的には、後方参照動きベクトルを用いて、以下の式５により、予測動きベクトル候補が導出される。
【0129】
ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ＝ｍｖＬ１×（Ｂ２－Ｂ０）／（Ｂ４－Ｂ８） ・・（式５）
【0130】
図１２Ａは、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが前方参照ブロックであり、且つ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、時間動きベクトル予測により、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。具体的には、後方参照動きベクトルを用いて、以下の式６により、予測動きベクトル候補が導出される。
【0131】
ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ＝ｍｖＬ１×（Ｂ６－Ｂ８）／（Ｂ４－Ｂ８） ・・（式６）
【0132】
図１２Ｂは、前方参照動きベクトルを用いて、時間動きベクトル予測により、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。後方参照動きベクトルを用いて、以下の式７により、予測動きベクトル候補が導出される。
【0133】
ＴｅｍｐｏｒａｌＭＶ＝ｍｖＬ０×（Ｂ６－Ｂ８）／（Ｂ４－Ｂ０） ・・（式７）
【0134】
このように、本実施の形態１では、動画像符号化装置１００は、ある一定間隔で、参照ピクチャの符号化処理単位毎の動きベクトルを用いた時間動きベクトル予測をオフに設定し、その代わりに参照ピクチャの全体の動きベクトルをヘッダ情報に付加し、スケーリングした全体ベクトルを用いて符号化対象ピクチャの動きベクトルの符号化を行う。これにより、符号化効率低下を抑制しながら、復号エラーの伝播を防止することが可能になる。
【0135】
より具体的には、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合は、全体ベクトル保存部１１６からリードした全体ベクトルを、符号化対象ブロックの予測動きベクトル候補に追加するとともに、ピクチャヘッダ等のヘッダ情報に付随させる。これにより、復号時に参照ピクチャが紛失した場合でも、動画像復号装置は、復号エラーなくビットストリームを復号することができる。このように、エラー伝播が抑制される。
【0136】
また、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオフの場合は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグに応じて、符号化対象ブロックに最適な予測動きベクトルを選択できるため、圧縮効率を向上させることが可能になる。特に、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが前方参照ブロックである場合に、後方参照動きベクトルを用いることにより、予測誤差を小さくすることができる。後方参照動きベクトルは、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックを含むピクチャから、符号化対象ブロックを含むピクチャの方向の参照ピクチャを指す動きベクトルであり、最適な動きベクトルに近い確率が高い。よって、予測誤差が小さくなる。
【0137】
一方、前方参照動きベクトルは、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックを含むピクチャから、符号化対象ブロックを含むピクチャが位置する方向とは逆方向の動きベクトルであり、最適な動きベクトルに近い確率が低い。よって、予測誤差が大きくなる。また、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが後方参照ブロックである場合も同様に、前方参照動きベクトルは、最適な動きベクトルに近い確率が高い。よって、予測誤差が小さくなる。
【0138】
なお、本実施の形態１では、動画像符号化装置１００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の算出に用いるｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルを切替えたが、これに限定されない。
【0139】
例えば、動画像符号化装置１００は、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しても構わない。ここで、時間的な距離は、例えば、表示順で、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される。
【0140】
また、本実施の形態１では、動画像符号化装置１００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の算出に用いるｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルを切替えたが、これに限定されない。例えば、動画像符号化装置１００は、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。
【0141】
また、本実施の形態１では、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合は、全体ベクトル保存部１１６からリードした全体ベクトルを、時間予測動きベクトルの代替ベクトルとして、予測動きベクトル候補に追加したが、これに限定されない。例えば、動画像符号化装置１００は、常に全体動きベクトルとして値０の動きベクトルを、予測動きベクトル候補に追加（すなわち、動き量が０の動きベクトルを代替ベクトルとして予測動きベクトル候補に追加）しても構わない。この場合は、動画像符号化装置１００は、全体動きベクトルをヘッダ情報等に付随させなくてもよい。また、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合は、時間予測動きベクトルを、予測動きベクトル候補に常に追加しないようにしても構わない。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ことにより、符号化効率を向上させることが可能となる。
【0142】
また、本実施の形態１では、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを全てのピクチャに対して付加しているが、特定のピクチャのみに付加してもよい。例えば、動画像符号化装置１００は、他のピクチャから参照されるピクチャ（Ｐピクチャ、他のピクチャから参照されるＢピクチャ、複数のレイヤーを有する参照構造において最もレベルの低いレイヤーに属するピクチャ）にのみｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを付加し、他のピクチャから参照されないピクチャにはｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを付加しない。このように、動画像符号化装置１００は、特定のピクチャのみにｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを付加することにより、符号化効率を向上させつつ、復号エラー伝播を抑制させることが可能となる。
【0143】
また、本実施の形態１では、動画像符号化装置１００は、ピクチャ毎に、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを付加したが、複数のブロックから構成されるスライス毎に、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを付加してもよい。スライス毎にｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを付加することにより、全体ベクトルの予測精度を向上させることが可能となる。
【0144】
また、本実施の形態１では、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを全てのピクチャに対して付加しているが、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを付加せずに、ピクチャタイプに基づいて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と判断しても構わない。例えば、動画像符号化装置１００は、他のピクチャから参照されるピクチャ（Ｐピクチャ、他のピクチャから参照されるＢピクチャ、複数のレイヤーを有する参照構造において最もレベルの低いレイヤーに属するピクチャ）においては、時間予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加せずに、全体ベクトルを予測動きベクトル候補に追加してもよい。このように、ピクチャタイプに基づいて、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か否かを判断することにより、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを省くことができるため、符号化効率を向上させることが可能となる。
【0145】
また、動画像符号化装置１００は、時間予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に含めない場合に、不必要であるフラグをビットストリームに含めないことによって、符号化効率を向上することができる。具体的な例を、図１３を用いて説明する。図１３は、図３のＳ１１の詳細なフローであり、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報を決定するフローの変形例を示す図である。
【0146】
まず、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグの値を、図８Ａと同様の方法で決定し、決定された値を示すｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを符号化する（Ｓ１０１）。なお、ここでは、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグとして、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの情報を用いた時間予測動きベクトルを許可するか否かを示すフラグ（ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ）を用いる例を説明する。
【0147】
次に、動画像符号化装置１００は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇが１か否かを判定する（Ｓ１０２）。ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇが１の場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、動画像符号化装置１００は、図８ＡのＳ３２と同様の方法で、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスの値を決定し、それぞれを符号化する（Ｓ１０３及びＳ１０４）。
【0148】
一方、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇが０の場合（Ｓ１０２でＮｏ）、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスを符号化しない。このように、動画像符号化装置１００は、時間予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に含めない場合（ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇが０の場合）に、不必要であるｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスをビットストリームに付加しない。これにより、動画像符号化装置１００は、符号化効率を向上することができる。
【0149】
以上のように、本実施の形態に係る動画像符号化装置１００は、図１４に示す動画像符号化処理を行う。
【0150】
動画像符号化装置１００は、符号化対象ピクチャに含まれる符号化対象ブロックを、動きベクトルを用いたインター予測符号化する。
【0151】
まず、動画像符号化装置１００は、符号化対象ピクチャと異なる符号化済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否か（時間動きベクトル予測を許可するか、禁止するか）を示す第１のフラグ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ）を生成し、生成された第１のフラグを符号化する（Ｓ１１１）。また、動画像符号化装置１００は、符号化された第１フラグをビットストリームに付加する。
【0152】
次に、動画像符号化装置１００は、第１のフラグが時間動きベクトル予測が用いられる（許可される）ことを示すか否かを判定する（Ｓ１１２）。
【0153】
第１のフラグが時間動きベクトル予測が用いられる（許可される）ことを示す場合（Ｓ１１２でＹｅｓ）、動画像符号化装置１００は、時間予測動きベクトルを算出するための第１のパラメータを生成し、生成された第１のパラメータを符号化する（Ｓ１１３）。そして、動画像符号化装置１００は、符号化された第１のパラメータをビットストリームに付加する。
【0154】
具体的には、この第１のパラメータは、動きベクトルの参照対象である符号化済みピクチャ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャ）を特定するためのパラメータを含む。より具体的には、第１パラメータは、符号化対象ピクチャを符号化するために用いられる参照ピクチャリストで示される複数のピクチャのうち上記符号化済みピクチャ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャ）を特定するための参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）を含む。また、第１パラメータは、符号化対象ピクチャを符号化するために用いられる複数の参照ピクチャリストのうち、上記符号化済みピクチャ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャ）を特定するために、どの参照ピクチャリストを用いるかを示すフラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）を含む。
【0155】
ここで、各参照ピクチャリストは、複数の参照ピクチャ（符号化済みピクチャ）を示す。また、各参照ピクチャリストにおいて、複数の参照ピクチャは、参照ピクチャインデックスで示される。動画像符号化装置１００は、複数の参照ピクチャリストから、上記フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）で示される参照ピクチャリストを選択し、選択した参照ピクチャリストに含まれる複数の参照ピクチャから、上記参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）を有するピクチャを上記符号化済みピクチャ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャ）として特定する。
【0156】
次に、動画像符号化装置１００は、第１のパラメータを用いて時間予測動きベクトルを生成し、生成された時間予測動きベクトル含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出する（Ｓ１１４）。
【0157】
次に、動画像符号化装置１００は、複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化する（Ｓ１１５）。具体的には、動画像符号化装置１００は、複数の第１の予測動きベクトル候補のうち、符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルとの差分が最も小さい第１の予測動きベクトル候補を選択し、選択された第１の予測動きベクトル候補を用いて、上記動きベクトルを符号化する。より具体的には、動画像符号化装置１００は、選択された第１の予測動きベクトル候補と、上記動きベクトルとの差分を符号化する。
【0158】
また、動画像符号化装置１００は、上記動きベクトルを用いたインター符号化により符号化対象ブロックを符号化する。そして、動画像符号化装置１００は、符号化された動きベクトル（差分）、及び符号化された符号化対象ブロックをビットストリームに付加する。
【0159】
一方、第１のフラグが時間動きベクトル予測が用いられない（禁止される）ことを示す場合（Ｓ１１２でＮｏ）、動画像符号化装置１００は、上記第１のパラメータを符号化しない（Ｓ１１６）。つまり、動画像符号化装置１００は、第１のフラグを生成しない。また、動画像符号化装置１００は、第１のフラグをビットストリームに付加しない。
【0160】
また、動画像符号化装置１００は、時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出する（Ｓ１１７）。
【0161】
次に、動画像符号化装置１００は、複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、符号化対象ブロックのインター予測符号化に用いられる動きベクトルを符号化する（Ｓ１１８）。なお、この処理の具体例は、上記のステップＳ１１５において複数の第１の予測動きベクトル候補を、複数の第２の予測動きベクトル候補に置き換えた場合の処理と同様である。
【0162】
なお、上記ステップＳ１１１は、動画像符号化装置１００に含まれるフラグ符号化部により実行される。また、ステップＳ１１３及びＳ１１６は、動画像符号化装置１００に含まれるパラメータ符号化部により実行される。ステップＳ１１４及びＳ１１７は、動画像符号化装置１００に含まれる候補導出部により実行される。ステップＳ１１５及びＳ１１８は、動画像符号化装置１００に含まれる動きベクトル符号化部により実行される。
【0163】
ここでフラグ符号化部の機能は、例えば、図２に示すｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７及び可変長符号化部１１８等により実現される。また、パラメータ符号化部の機能は、図２に示すｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部１１７及び可変長符号化部１１８等により実現される。候補導出部の機能は、図２に示すインター予測制御部１１２及び時間予測動きベクトル算出部１１４により実現される。動きベクトル符号化部の機能は、図２に示す減算部１０１、インター予測部１１０、インター予測制御部１１２、及び可変長符号化部１１８等により実現される。
【0164】
また、第１のフラグ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ）及び第１のパラメータ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ及びｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）は、ピクチャ又はスライスごとに生成及び符号化される。つまり、この第１のフラグ及び第１のパラメータはビッツストリームのピクチャヘッダ又はスライスヘッダに含まれる。なお、第１のフラグと第１のパラメータとは、異なる単位（ピクチャ又はスライス）毎に生成されてもよい。例えば、第１のフラグはピクチャ単位で生成され、第１のパラメータはスライス単位で生成されてもよい。
【0165】
さらに、第１のフラグ及び第１のパラメータの少なくとも一方は、複数ピクチャ毎に生成及び符号化されてもよい。つまり、第１のフラグ及び第１のパラメータの少なくとも一方は、ビットストリームのＰＰＳ（ピクチャパラメータセット）又はＳＰＳ（シーケンスパラメータセット）に含まれてもよい。
【0166】
さらに、第１のフラグは、スライス、ピクチャ、及び複数のピクチャ（シーケンス）の単位のうち複数の単位に階層的に含まれてもよい。例えば、動画像符号化装置１００は、ピクチャ毎に、当該ピクチャに時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す第１のフラグを生成する。さらに、動画像符号化装置１００は、第１のフラグが時間動きベクトル予測が用いられることを示す場合には、さらに、当該ピクチャに含まれるスライス毎に、当該スライスに時間動きベクトル予測が用いられるか否かを示す第２フラグを生成する。一方、第１のフラグが時間動きベクトル予測を用いられないことを示す場合には、動画像符号化装置１００は、スライス毎の第２フラグを生成しない。なお、動画像符号化装置１００は、第１のフラグが時間動きベクトル予測が用いられないことを示す場合にのみ、当該ピクチャに含まれるスライス毎に第２フラグを生成してもよい。また、動画像符号化装置１００は、複数ピクチャ毎に上記第１のフラグを生成し、ピクチャ毎又はスライス毎に上記第２のフラグを生成してもよい。
【0167】
（実施の形態２）
本実施の形態では、上記動画像符号化装置１００により生成されたビットストリームを復号する動画像復号装置２００について説明する。
本実施の形態では、上記動画像符号化装置１００により生成されたビットストリームを復号する動画像復号装置２００について説明する。
【0168】
図１５は、実施の形態２に係る動画像復号方法を用いた動画像復号装置２００の構成を示すブロック図である。
【0169】
本実施の形態２では、表示順で、復号対象ピクチャより前方に位置するピクチャ（参照ピクチャリストＬ０で特定される参照ピクチャ）に含まれるブロックを、前方参照ブロックと呼ぶ。また、表示順で、復号対象ピクチャより後方に位置するピクチャ（参照ピクチャリストＬ１で特定される参照ピクチャ）に含まれるブロックを、後方参照ブロックと呼ぶ。
【0170】
動画像復号装置２００は、図１５に示すように、可変長復号部２０１と、逆量子化部２０２と、逆直交変換部２０３と、加算部２０４と、ブロックメモリ２０５と、フレームメモリ２０６と、イントラ予測部２０７と、インター予測部２０８と、スイッチ２０９と、インター予測制御部２１０と、時間予測動きベクトル算出部２１１と、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１２とを備えている。
【0171】
可変長復号部２０１は、入力されたビットストリームを可変長復号することにより、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使用禁止フラグ（又は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ）、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）、全体動きベクトル、及び、量子化係数を取得する。可変長復号部２０１は、ピクチャタイプ情報をスイッチ２０９及びインター予測制御部２１０に出力し、予測動きベクトルインデックスをインター予測制御部２１０に出力し、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ（又は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ）、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）、及び全体動きベクトルを時間予測動きベクトル算出部２１１に出力し、量子化係数を逆量子化部２０２に出力する。
【0172】
逆量子化部２０２は、可変長復号部２０１から取得した量子化係数を逆量子化することで変換係数を復元し、復元された変換係数を逆直交変換部２０３に出力する。逆直交変換部２０３は、逆量子化部２０２から取得した復元された変換係数を周波数領域から画像領域に変換することで残差ブロックを復元し、復元された残差ブロックを加算部２０４に出力する。
【0173】
加算部２０４は、逆直交変換部２０３から取得した復元された残差ブロックと、スイッチ２０９から取得した予測ブロックとを加算することで復号ブロックを復元する。そして、加算部２０４は、この復元された復号ブロックを含む復号画像列を装置外部に出力すると共に、ブロックメモリ２０５及びフレームメモリ２０６に保存する。
【0174】
ブロックメモリ２０５は、加算部２０４から取得した復号画像列を、ブロック単位で保存する。フレームメモリ２０６は、加算部２０４から取得した復号画像列を、フレーム単位で保存する。
【0175】
イントラ予測部２０７は、ブロックメモリ２０５に保存されているブロック単位の復号画像列を用いてイントラ予測を行うことにより、復号対象ブロックの予測ブロックを生成し、生成された予測ブロックをスイッチ２０９に出力する。インター予測部２０８は、フレームメモリ２０６に保存されているフレーム単位の復号画像列を用いてインター予測を行うことにより、復号対象ブロックの予測ブロックを生成し、生成された予測ブロックをスイッチ２０９に出力する。スイッチ２０９は、イントラ予測部２０７で生成された予測ブロック、又はインター予測部２０８で生成された予測ブロックを、加算部２０４に出力する。
【0176】
時間予測動きベクトル算出部２１１は、可変長復号部２０１から取得したｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオフの場合、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１２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、時間動きベクトル予測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。一方、時間予測動きベクトル算出部２１１は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合、可変長復号部２０１から取得した全体動きベクトルを、予測動きベクトル候補に追加する。
【0177】
また、時間予測動きベクトル算出部２１１は、候補に追加した予測動きベクトルに予測動きベクトルインデックスを割り当てる。そして、時間予測動きベクトル算出部２１１は、予測動きベクトルと予測動きベクトルインデックスとを、インター予測制御部２１０に出力する。
【0178】
また、時間予測動きベクトル算出部２１１は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが動きベクトルを有していない場合、時間動きベクトル予測による動きベクトルの導出を中止するか、又は、動き量が０の動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加してもよい。
【0179】
インター予測制御部２１０は、複数の予測動きベクトル候補のうちから、可変長復号部２０１から取得した予測動きベクトルインデックスに対応する予測動きベクトルを特定する。そして、インター予測制御部２１０は、特定した予測動きベクトルに、動きベクトルと予測動きベクトルとの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算出する。また、インター予測制御部２１０は、復号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２１２に保存する。
【0180】
図１６は、実施の形態２に係る動画像復号方法の処理フローの概要である。
【0181】
まず、可変長復号部２０１は、ピクチャ単位で、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを復号する（Ｓ８１）。次に、可変長復号部２０１は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオフか否かを判定する（Ｓ８２）。ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオフ（Ｓ８２でＹｅｓ）ならば、可変長復号部２０１は、ピクチャ単位で、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ及び、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）を復号する（Ｓ８３）。そして、可変長復号部２０１は、復号したｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスを、時間予測動きベクトル算出部２１１に出力する。
【0182】
次に、時間予測動きベクトル算出部２１１は、図９と同様の方法で、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報に応じてｃｏｌＰｉｃメモリ２１２からｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの参照動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をリードし、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を生成し、生成され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（Ｓ８４）。
【0183】
一方、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合（Ｓ８２でＮｏ）、時間予測動きベクトル算出部２１１は、ピクチャヘッダ等のヘッダ情報に格納された全体動きベクトルを可変長復号部２０１から取得し、取得された全体動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加する（Ｓ８７）。
【0184】
次に、インター予測制御部２１０は、複数の予測動きベクトル候補のうちから、復号した予測動きベクトルインデックスに対応する予測動きベクトルを選択する（Ｓ８５）。また、インター予測制御部２１０は、選択された予測動きベクトルに予測誤差情報を加算することで動きベクトルを導出し、導出された動きベクトルをインター予測部２０８に出力する。そして、インター予測部２０８は、導出された動きベクトルを用いて、インター予測により復号対象ブロックの予測ブロックを生成する。
【0185】
次に、インター予測制御部２１０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、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１２に保存する（Ｓ８６）。ｃｏｌＰｉｃメモリ２１２には、復号対象ブロックの時間予測動きベクトルを算出するために、参照ピクチャの動きベクトル、参照ピクチャインデックス値、及び予測方向などが格納されている。
【0186】
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おける、時間予測動きベクトルを算出するための参照動きベクトルの選択方法は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック参照方向フラグに基づく方法に限られない。例えば、動画像復号装置２００は、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。また、例えば、動画像復号装置２００は、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。
【0187】
図１７は、実施の形態２に係る動画像復号方法におけるビットストリームのシンタックスの一例である。図１７において、ｆｏｒｂｉｄ＿ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｌａｇはｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを、ｔｍｖ＿ｘは全体動きベクトルの水平成分を、ｔｍｖ＿ｙは全体動きベクトルの垂直成分を、ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇはｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグを表す。
【0188】
図１７に示すように、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ（ｆｏｒｂｉｄ＿ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｌａｇ）が１の場合は、全体動きベクトル（ｔｍｖ＿ｘ、ｔｍｖ＿ｙ）がビットストリームに付随され、予測動きベクトル候補に追加される。
【0189】
また、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ（ｆｏｒｂｉｄ＿ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｌａｇ）が０の場合は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）がビットストリームに付随される。そして、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグに応じてｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが決定され、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が算出される。なお、ここでは、ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇが１であれば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが前方参照ブロックであることを表し、０であれば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックが後方参照ブロックであることを表すが、必ずしもこれには限定しない。
【0190】
なお、本実施の形態２では、動画像復号装置２００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合は、ヘッダ情報等から復号した全体動きベクトルを用いたが、符号化方法に合わせて、常に値０の全体動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加しても構わない。この場合は、全体動きベクトルはヘッダ情報等に付随されないため、その復号処理は省略される。また、動画像復号装置２００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合は、時間予測動きベクトルを、予測動きベクトル候補に常に追加しないようにしても構わない。
【0191】
このように、本実施の形態１及び２では、動画像符号化装置１００は、ある一定間隔で、参照ピクチャの符号化処理単位毎の動きベクトルを用いた時間動きベクトル予測をオフに設定し、その代わりに参照ピクチャの全体の動きベクトルをヘッダ情報に付加する。そして、動画像符号化装置１００は、それを用いて符号化対象ピクチャの動きベクトルの符号化を行うことによって、符号化効率低下を抑制しながら、復号エラーの伝播を防止したビットストリームを生成できる。また、動画像復号装置２００は、このようにして生成されたビットストリームを適切に復号することが可能である。
【0192】
より具体的には、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合は、動画像符号化装置１００は、全体ベクトル保存部１１６からリードした全体ベクトルを、符号化対象ブロックの予測動きベクトル候補に追加するとともに、ピクチャヘッダ等のヘッダ情報に付随させる。これにより、復号時に参照ピクチャが紛失した場合でも、動画像復号装置２００は、復号エラーなくビットストリームを復号することができる。このように、動画像復号装置２００は、エラー伝播を抑制したビットストリームを適切に復号することが可能である。
【0193】
また、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオフの場合は、動画像復号装置２００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグに応じて、符号化対象ブロックに最適な予測動きベクトルが選択されたビットストリームを適切に復号することが可能になる。
【0194】
なお、本実施の形態１及び２では、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合は、全体ベクトル保存部１１６からリードした全体ベクトルを用いたが、常に値０の全体動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加しても構わない。また、動画像符号化装置１００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンの場合は、時間予測動きベクトルを、予測動きベクトル候補に常に追加しないようにしても構わない。このような構成により、動画像復号装置２００における復号処理を軽減することが可能となる。
【0195】
また、本実施の形態２では、動画像復号装置２００は、全てのピクチャのｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを復号しているが、特定のピクチャのｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグのみを復号してもよい。例えば、動画像復号装置２００は、他のピクチャから参照されるピクチャ（Ｐピクチャ、他のピクチャから参照されるＢピクチャ、複数のレイヤーを有する参照構造において最もレベルの低いレイヤーに属するピクチャ）のｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグのみを復号し、他のピクチャから参照されないピクチャのｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを復号しない。このように、特定のピクチャのｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグのみを復号することにより、復号処理を軽減させつつ、復号エラー伝播を抑制させることが可能となる。
【0196】
また、本実施の形態２では、動画像復号装置２００は、ピクチャ毎に、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを復号したが、複数のブロックから構成されるスライス毎に、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを復号してもよい。スライス毎にｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを復号することにより、全体ベクトルの予測精度を向上させることが可能となる。
【0197】
また、本実施の形態２では、動画像復号装置２００は、全てのピクチャのｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを復号しているが、ピクチャタイプに基づいて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としても構わない。例えば、動画像復号装置２００は、他のピクチャから参照されるピクチャ（Ｐピクチャ、他のピクチャから参照されるＢピクチャ、複数のレイヤーを有する参照構造において最もレベルの低いレイヤーに属するピクチャ）においては、時間予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加せずに、全体動きベクトルを予測動きベクトル候補に追加してもよい。このように、ピクチャタイプに基づいて、時間予測動きベクトル及び全体動きベクトルのどちらを、予測動きベクトル候補に追加するかを判断することにより、復号処理を軽減しつつ、符号化効率を向上させることが可能となる。
【0198】
また、動画像符号化装置１００は、時間予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に含めない場合に、不必要であるフラグをビットストリームに含めないことによって、符号化効率を向上したビットストリームを生成できる。また、動画像復号装置２００は、このビットストリームを適切に復号することができる。具体的な例を、図１８を用いて説明する。図１８は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報を復号するフローの変形例を示す図である。
【0199】
まず、動画像復号装置２００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグを復号する（Ｓ２０１）。なお、ここでは、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの情報を用いた時間予測動きベクトルを許可するか否かを示すフラグ（ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ）が復号される場合の例を説明する。
【0200】
次に、動画像復号装置２００は、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇが１か否かを判定する（Ｓ２０２）。ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇが１の場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）、動画像復号装置２００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスをそれぞれ復号する（Ｓ２０３及びＳ２０４）。
【0201】
一方、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇが０の場合（Ｓ２０２でＮｏ）、動画像復号装置２００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスを復号しない。このように、動画像符号化装置１００は、時間予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に含めない場合（ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇが０の場合）に、不必要であるｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックスをビットストリームに付加しないことによって、符号化効率を向上したビットストリームを生成できる。また、動画像復号装置２００は、このビットストリームを適切に復号することができる。
【0202】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの情報を用いた時間予測動きベクトルを許可するか否かを示すｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ（ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ）がＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）に付加され、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）がスライスヘッダに付加される場合のシンタックス例を示す図である。
【0203】
ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグの値が１の場合、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報を用いて時間予測動きベクトルを算出することが許可される。ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグの値が０の場合、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報を用いて時間予測動きベクトルを算出することが禁止される。
【0204】
ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグの値が１の場合、予測方向１の参照ピクチャリストからｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャが選択される。ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグの値が０の場合、予測方向１の参照ピクチャリストからｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャが選択される。
【0205】
ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇの値に応じて決定された参照ピクチャリストに含まれる複数のピクチャのうち、参照ピクチャインデックスがｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘであるピクチャがｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャとして選択される。
【0206】
また、図２０は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの情報を用いた時間予測動きベクトルを許可するか否かを示すｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ（ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇ）、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照方向フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）、及びｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）を全てスライスヘッダに付加した場合のシンタックス例を示す図である。
【0207】
図１９Ｂ及び図２０に示すように、ｅｎａｂｌｅ＿ｔｅｍｐｏｒａｌ＿ｍｖｐ＿ｆｌａｇの値が０の場合は、ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ及びｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘはビットストリームに付加されない。
【0208】
以上のように、本実施の形態に係る動画像復号装置２００は、図２１に示す動画像復号処理を行う。
【0209】
動画像復号装置２００は、復号対象ピクチャに含まれる復号対象ブロックを、動きベクトルを用いたインター予測復号する。
【0210】
まず、動画像復号装置２００は、復号対象ピクチャと異なる復号済みピクチャに含まれるブロックの動きベクトルである時間予測動きベクトルを用いる時間動きベクトル予測が用いられるか否か（時間動きベクトル予測を許可するか、禁止するか）を示す第１のフラグ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグ）を復号する（Ｓ２１１）。つまり、動画像復号装置２００は、ビットストリームから符号化された第１フラグを取得し、符号化された第１フラグを復号することにより第１フラグを取得する。
【0211】
次に、動画像復号装置２００は、第１のフラグが時間動きベクトル予測が用いられる（許可される）ことを示すか否かを判定する（Ｓ２１２）。
【0212】
第１のフラグが時間動きベクトル予測が用いられる（許可される）ことを示す場合（Ｓ２１２でＹｅｓ）、動画像復号装置２００は、時間予測動きベクトルを算出するための第１のパラメータを復号する（Ｓ２１３）。具体的には、動画像復号装置２００は、ビットストリームから符号化された第１のパラメータを取得し、取得された符号化された第１のパラメータを復号することにより、第１のパラメータを取得する。この第１のパラメータは、動きベクトルの参照対象である復号済みピクチャ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャ）を特定するためのパラメータを含む。より具体的には、第１パラメータは、復号対象ピクチャを復号するために用いられる参照ピクチャリストで示される複数のピクチャのうち上記復号済みピクチャ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャ）を特定するための参照ピクチャインデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）を含む。また、第１パラメータは、復号対象ピクチャを復号するために用いられる複数の参照ピクチャリストのうち、上記復号済みピクチャ（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄピクチャ）を特定するために、どの参照ピクチャリストを用いるかを示すフラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）を含む。
【0213】
次に、動画像復号装置２００は、第１のパラメータを用いて時間予測動きベクトルを決定し、決定された時間予測動きベクトル含む複数の第１の予測動きベクトル候補を導出する（Ｓ２１４）。
【0214】
次に、動画像復号装置２００は、複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、復号対象ブロックのインター予測復号に用いられる動きベクトルを復号する（Ｓ２１５）。具体的には、動画像復号装置２００は、ビットストリームから、符号化された動きベクトル（差分値）を取得する。そして、動画像復号装置２００は、符号化された動きベクトル（差分値）を復号することにより動きベクトルの差分値を生成する。次に、複数の第１の予測動きベクトル候補のうち１つと動きベクトルの差分値とを用いて動きベクトルを生成する。
【0215】
また、動画像復号装置２００は、上記動きベクトルを用いたインター復号により復号対象ブロックを復号する。具体的には、動画像復号装置２００は、ビットストリームから、符号化された対象ブロック（差分値）を取得する。そして、動画像復号装置２００は、符号化された対象ブロック（差分値）を復号することにより対象ブロックの差分値を生成する。次に、動画像復号装置２００は、この動きベクトルと対象ブロックの差分値とを用いて対象ブロックを復元する。
【0216】
一方、第１のフラグが時間動きベクトル予測が用いられない（禁止される）ことを示す場合（Ｓ２１２でＮｏ）、動画像復号装置２００は、上記第１のパラメータを復号しない（Ｓ２１６）。つまり、動画像復号装置２００は、ビットストリームから第１のパラメータを取得しない。
【0217】
次に、動画像復号装置２００は、時間予測動きベクトルを含まない複数の第２の予測動きベクトル候補を導出する（Ｓ２１７）。
【0218】
次に、動画像復号装置２００は、複数の第２の予測動きベクトル候補のうち１つを用いて、復号対象ピクチャに含まれる復号対象ブロックをインター復号する（Ｓ２１８）。なお、この処理の具体例は、上記のステップＳ２１５において複数の第１の予測動きベクトル候補を、複数の第２の予測動きベクトル候補に置き換えた場合の処理と同様である。
【0219】
なお、上記ステップＳ２１１は、動画像復号装置２００に含まれるフラグ復号部により実行される。また、ステップＳ２１３及びＳ２１６は、動画像復号装置２００に含まれるパラメータ復号部により実行される。ステップＳ２１４及びＳ２１７は、動画像復号装置２００に含まれる候補導出部により実行される。ステップＳ２１５及びＳ２１８は、動画像復号装置２００に含まれる動きベクトル復号部により実行される。
【0220】
ここでフラグ復号部の機能は、例えば、図１５に示す可変長復号部２０１等により実現される。また、パラメータ復号部の機能は、図１５に示す可変長復号部２０１等により実現される。候補導出部の機能は、図１５に示すインター予測制御部２１０及び時間予測動きベクトル算出部２１１により実現される。動きベクトル復号部の機能は、図１５に示す可変長復号部２０１、インター予測部２０８、及びインター予測制御部２１０等により実現される。
【0221】
（変形例）
次に、図２２を参照して、実施の形態１の変形例に係る動画像符号化装置３００を説明する。図２２は、実施の形態１の変形例に係る動画像符号化装置３００のブロック図である。なお、実施の形態１との共通点の詳しい説明は省略し、相違点を中心に説明する。
次に、図２２を参照して、実施の形態１の変形例に係る動画像符号化装置３００を説明する。図２２は、実施の形態１の変形例に係る動画像符号化装置３００のブロック図である。なお、実施の形態１との共通点の詳しい説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【0222】
動画像符号化装置３００は、図２２に示されるように、基本ビューを符号化することで基本ビットストリームを生成する第１の符号化部３１０と、依存ビューを符号化することで依存ビットストリームを生成する第２の符号化部３２０とを備える。なお、図２２では、動画像符号化装置３００が基本ビットストリームと依存ビットストリームとを独立したストリームとして出力する例を示しているが、これに限定されず、動画像符号化装置３００は、基本ビットストリームと依存ビットストリームとを結合した１本のビットストリームを出力してもよい。
【0223】
第１の符号化部３１０及び第２の符号化部３２０の基本的な構成は、図２に示される動画像符号化装置１００と共通する。但し、第２の符号化部３２０は、動画像符号化装置１００の機能に加えて、第１の符号化部３１０のフレームメモリ１０８等を参照する機能を有する。
【0224】
次に、図２３及び図２４を参照して、実施の形態１の変形例に係る動画像符号化方法を説明する。図２３は、実施の形態１の変形例に係る動画像符号化方法の動作を示すフローチャートである。図２４は、基本ビュー及び依存ビューに属するピクチャの例を示す図である。
【0225】
基本ビューは、図２４に示されるように、複数のピクチャＩ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｉ１５、Ｐ１６、Ｐ１７を含む。また、基本ビューに属するピクチャのうち、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ Ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ）先頭のピクチャＩ１１、Ｉ１５はＩピクチャであり、それ以外のピクチャＰ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１６、Ｐ１７はＰピクチャである。なお、基本ビューは、基本ビューに属するピクチャのみを参照（すなわち、イントラ予測符号化又はインター予測符号化）して符号化され、復号される。
【0226】
また、依存ビューは、図２４に示されるように、複数のピクチャＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ２５、Ｐ２６、Ｐ２７で構成される。また、依存ビューに属する全てのピクチャＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ２５、Ｐ２６、Ｐ２７は、Ｐピクチャである。なお、依存ビューは、依存ビューに属するピクチャの他に、基本ビューに属する、処理対象のピクチャに対応するピクチャを参照（すなわち、ビュー間予測符号化）して符号化され、復号される。
【0227】
また、基本ビューと依存ビューとは、被写体を異なる視点から見た映像である。すなわち、基本ビュー及び依存ビューの互いに対応するピクチャ（同一のタイムスタンプが付加されたピクチャ）は、水平方向の視差を有する。そして、第２の符号化部３２０は、依存ビューに属する各ピクチャを、基本ビューに属する、処理対象のピクチャに対応する画像を参照ピクチャとして用いて符号化することができる。以下、図２３を参照して、第２の符号化部３２０の時間予測動きベクトル算出部１１４の動作を説明する。
【0228】
まず、時間予測動きベクトル算出部１１４は、符号化対象ブロックの符号化の際に時間予測動きベクトルを取得できるか否かを判断する（Ｓ９１）。そして、時間予測動きベクトルを取得できない場合（Ｓ９１でＹｅｓ）、時間予測動きベクトル算出部１１４は、後述する視差ベクトルを予測動きベクトル候補に含める（Ｓ９２）。一方、時間予測動きベクトルを取得できる場合（Ｓ９１でＮｏ）、時間予測動きベクトル算出部１１４は、時間予測動きベクトルを予測動きベクトル候補に含める（Ｓ９３）。
【0229】
ここで、時間予測動きベクトルが取得できない場合とは、例えば、符号化対象ブロックがＧＯＰ先頭のピクチャＰ２１、Ｐ２５である場合が挙げられる。ＧＯＰ先頭のピクチャＰ２１、Ｐ２５は、表示順でこのピクチャより前のピクチャを参照することができない。すなわち、符号化順と表示順とが一致する場合、ピクチャＰ２１、Ｐ２５が参照できるのは、基本ビューの対応するピクチャＩ１１、Ｉ１５のみである。
【0230】
しかしながら、ピクチャＩ１１、Ｉ１５はＩピクチャであるので、動きベクトルの情報が存在しない。そこで、時間予測動きベクトル算出部１１４は、このような場合に、全体ベクトル保存部１１６に保存されている視差ベクトルを、時間予測動きベクトルの代替ベクトルとして予測動きベクトル候補に含めると共に、依存ビットストリームのヘッダ情報に視差ベクトルを含める。
【0231】
ここで、視差ベクトルとは、基本ビューと依存ビューとの間の視差に相当するベクトルである。具体的には、第２の符号化部３２０のインター予測制御部１１２は、依存ビューの符号化対象ピクチャを構成する各ブロックをビュー間予測符号化した際の動きベクトル（すなわち、基本ビューの対応するピクチャを参照ピクチャとして用いて符号化した際の動きベクトル）を、全体ベクトル保存部１１６に出力する。そして、全体ベクトル保存部１１６は、インター予測制御部１１２から取得した動きベクトルのピクチャ単位の平均値、中央値、又は最頻値等を、視差ベクトルとして保存する。
【0232】
なお、図２３のステップＳ９２において、時間予測動きベクトル算出部１１４は、依存ビューのピクチャＰ２５の視差ベクトルとして、ピクチャＰ２５が属するＧＯＰの直前のＧＯＰ先頭のピクチャＰ２１で算出された視差ベクトル（ピクチャＩ１１を参照ピクチャとする視差ベクトル）を選択してもよいし、直前に符号化されたピクチャＰ２４で算出された視差ベクトル（ピクチャＰ１４を参照ピクチャとする視差ベクトル）を選択してもよい。
【0233】
また、図２３のステップＳ９１において、時間予測動きベクトルを取得できない場合の具体例は上記の例に限定されず、符号化対象ピクチャのｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグがオンである場合であってもよい。ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ使用禁止フラグについては、実施の形態１の説明と共通するので、再度の説明は省略する。
【0234】
このように、本発明は、多視点映像を構成する基本ビュー及び依存ビューを符号化する場合にも適用することができる。すなわち、依存ビューに属する符号化対象ピクチャを符号化する際の予測動きベクトル候補に、時間予測動きベクトルを含めるか、時間予測動きベクトルの代替ベクトルである視差ベクトルを含めるかを切り替えることにより、符号化効率の低下を抑制しながら、復号エラーの伝播を防止することが可能になる。
【0235】
次に、図２５を参照して、実施の形態２の変形例に係る動画像復号装置４００を説明する。図２５は、実施の形態２の変形例に係る動画像復号装置４００のブロック図である。なお、実施の形態２との共通点の詳しい説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【0236】
動画像復号装置４００は、図２５に示されるように、基本ビットストリームを復号することにより基本ビューを生成する第１の復号部４１０と、依存ビットストリームを復号することにより依存ビューを生成する第２の復号部４２０とを備える。なお、図２５では、動画像復号装置４００に、独立した基本ビットストリームと依存ビットストリームとが別々に入力される例を示しているが、これに限定されず、基本ビットストリームと依存ビットストリームとを結合した１本のビットストリームが入力され、動画像復号装置４００の内部で基本ビットストリームと依存ビットストリームとに分割されてもよい。
【0237】
第１の復号部４１０及び第２の復号部４２０の基本的な構成は、図１５に示される動画像復号装置２００と共通する。但し、第２の復号部４２０は、動画像復号装置２００の機能に加えて、第１の復号部４１０のフレームメモリ２０６等を参照する機能を有する。すなわち、動画像復号装置４００は、動画像符号化装置３００で符号化された基本ビットストリーム及び依存ビットストリームを復号する。
【0238】
そして、動画像復号装置４００の第２の復号部４２０は、復号対象ブロックの予測動きベクトル候補の１つに、ｃｏｌＰｉｃメモリ２１２に保存されている時間予測動きベクトルを含めるか、依存ビットストリームのヘッダ情報に含まれる視差ベクトルを含めるかを、切り替えることができる。なお、第２の復号部４２０に含まれる時間予測動きベクトル算出部２１１の動作は、図２３の処理と同様である。
【0239】
以上、実施の形態に係る動画像符号化装置に及び動画像復号装置ついて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【0240】
また、上記実施の形態に係る動画像符号化装置及び動画像復号装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
【0241】
また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又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）、又は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。
【0242】
上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【0243】
言い換えると、動画像符号化装置及び動画像復号装置は、制御回路（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）と、当該制御回路に電気的に接続された（当該制御装置からアクセス可能な）記憶装置（ｓｔｏｒａｇｅ）とを備える。制御回路は、専用のハードウェア及びプログラム実行部の少なくとも一方を含む。また、記憶装置は、制御回路がプログラム実行部を含む場合には、当該プログラム実行部により実行されるソフトウェアプログラムを記憶する。
【0244】
さらに、本発明は上記ソフトウェアプログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【0245】
また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
【0246】
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
【0247】
また、上記の動画像符号化方法又は動画像復号方法に含まれるステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
【0248】
以上、本発明の一つ又は複数の態様に係る動画像符号化装置及び動画像復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つ又は複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【0249】
（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。
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。
【0250】
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。
【0251】
図２６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。
【0252】
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。
【0253】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図２６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。
【0254】
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。
【0255】
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、本発明の一態様に係る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、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
【0256】
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。
【0257】
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。
【0258】
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。
【0259】
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。
【0260】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図２７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、本発明の一態様に係る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、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
【0261】
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。
【0262】
図２８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。
【0263】
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（本発明の一態様に係る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。
【0264】
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。
【0265】
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。
【0266】
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。
【0267】
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２９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。
【0268】
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。
【0269】
図３０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。
【0270】
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。
【0271】
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２８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。
【0272】
図３１Ａ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。
【0273】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図３１Ｂ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。
【0274】
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。
【0275】
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。
【0276】
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。
【0277】
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、本発明の一態様に係る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。
【0278】
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。
【0279】
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、本発明の一態様に係る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。
【0280】
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。
【0281】
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。
【0282】
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。
【0283】
（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。
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。
【0284】
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。
【0285】
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。
【0286】
図３２は、多重化データの構成を示す図である。図３２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。
【0287】
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。
【0288】
図３３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。
【0289】
図３４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３４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３４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。
【0290】
図３５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３５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。
【0291】
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。
【0292】
図３６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。
【0293】
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。
【0294】
多重化データ情報ファイルは、図３７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。
【0295】
多重化データ情報は図３７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。
【0296】
ストリーム属性情報は図３８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。
【0297】
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。
【0298】
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３９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候補から参照ピクチャや動きベクトルを選択して復号を行う。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。これは例えば、属性情報がＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠するものであることを示している場合であれば、複数候補から選択するのではなく、空間的又は時間的に隣接する周辺ブロックの動きベクトルから算出される動きベクトルを用いて復号を行う。
【0299】
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。
【0300】
（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４０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。
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４０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。
【0301】
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。
【0302】
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。
【0303】
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。
【0304】
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。
【0305】
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。このようなプログラマブル・ロジック・デバイスは、典型的には、ソフトウェア又はファームウェアを構成するプログラムを、ロードする又はメモリ等から読み込むことで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法、又は動画像復号化方法を実行することができる。
【0306】
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。
【0307】
（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。
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。
【0308】
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４１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。
【0309】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図４０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４０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４３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。
【0310】
図４２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。
【0311】
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。
【0312】
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。
【0313】
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。
【0314】
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。
【0315】
（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。
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。
【0316】
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４４Ａ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、本発明の一態様に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、本発明の一態様は、インター予測に特徴を有していることから、例えば、インター予測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復号、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、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。
【0317】
また、処理を一部共有化する他の例を図４４Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様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、本発明の一態様に係る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、必ずしも本発明の一態様、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。
【0318】
このように、本発明の一態様に係る動画像復号方法と、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】
【0319】
本発明は、動画像符号化装置及び動画像復号装置に利用される。例えば、本発明は、テレビ、デジタルビデオレコーダ、カーナビゲーションシステム、携帯電話、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカメラ等の情報表示機器及び撮像機器に利用可能である。
【符号の説明】
【0320】
１００、３００ 動画像符号化装置
１０１ 減算部
１０２ 直交変換部
１０３ 量子化部
１０４、２０２ 逆量子化部
１０５、２０３ 逆直交変換部
１０６、２０４ 加算部
１０７、２０５ ブロックメモリ
１０８、２０６ フレームメモリ
１０９、２０７ イントラ予測部
１１０、２０８ インター予測部
１１１、２０９ スイッチ
１１２、２１０ インター予測制御部
１１３ ピクチャタイプ決定部
１１４、２１１ 時間予測動きベクトル算出部
１１５、２１２ ｃｏｌＰｉｃメモリ
１１６ 全体ベクトル保存部
１１７ ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部
１１８ 可変長符号化部
２００、４００ 動画像復号装置
２０１ 可変長復号部
３１０ 第１の符号化部
３２０ 第２の符号化部
４１０ 第１の復号部
４２０ 第２の復号部
１０１ 減算部
１０２ 直交変換部
１０３ 量子化部
１０４、２０２ 逆量子化部
１０５、２０３ 逆直交変換部
１０６、２０４ 加算部
１０７、２０５ ブロックメモリ
１０８、２０６ フレームメモリ
１０９、２０７ イントラ予測部
１１０、２０８ インター予測部
１１１、２０９ スイッチ
１１２、２１０ インター予測制御部
１１３ ピクチャタイプ決定部
１１４、２１１ 時間予測動きベクトル算出部
１１５、２１２ ｃｏｌＰｉｃメモリ
１１６ 全体ベクトル保存部
１１７ ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄ情報決定部
１１８ 可変長符号化部
２００、４００ 動画像復号装置
２０１ 可変長復号部
３１０ 第１の符号化部
３２０ 第２の符号化部
４１０ 第１の復号部
４２０ 第２の復号部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31A】
【図31B】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44A】
【図44B】