JP2000041248A - 画像復号装置及び画像復号方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動き補償に起因する画質の劣化を無くしたＭ
ＰＥＧダウンデコーダを提供する。 【解決手段】 縮小逆離散コサイン変換装置１４は、Ｄ
ＣＴモードがフィールドモードの場合、４×４の縮小Ｉ
ＤＣＴを行う。縮小逆離散コサイン変換装置１５は、Ｄ
ＣＴモードがフレームモードの場合、ＤＣＴブロックの
全係数に対してＩＤＣＴをして飛び越し走査に対応した
２つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロ
ックに対してそれぞれＤＣＴをする。動き補償装置１８
及び１９は、参照画像データに対して直交変換を用いた
画素補間をして高解像度の仮想上位画像データを生成し
て動き補償をし、動き補償をした仮想上位画像データに
対して直交変換を用いた画素縮小をして加算する参照画
像データを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の画素ブロッ
ク（マクロブロック）単位で動き予測をすることによる
予測符号化、及び、所定の画素ブロック（直交変換ブロ
ック）単位で直交変換することによる圧縮符号化をした
第１の解像度の圧縮画像データを、復号する画像復号装
置及び画像復号方法に関し、特に、第１の解像度の圧縮
画像データを復号して、この第１の解像度よりも低い第
２の解像度の動画像データに縮小する画像復号装置及び
画像復号方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ２（Moving Picture Experts G
roup phase2）等の画像圧縮方式を用いたデジタルテレ
ビジョン放送の規格化が進められている。デジタルテレ
ビジョン放送の規格には、標準解像度画像（例えば垂直
方向の有効ライン数が５７６本）に対応した規格、高解
像度画像（例えば垂直方向の有効ライン数が１１５２
本）に対応した規格等がある。そのため、近年、高解像
度画像の圧縮画像データを復号するとともにこの圧縮画
像データを１／２の解像度に縮小することにより、標準
解像度画像の画像データを生成して、この画像データを
標準解像度に対応したテレビジョンモニタに表示するダ
ウンデコーダが求められている。

【０００３】高解像度画像に対して動き予測による予測
符号化及び離散コサイン変換による圧縮符号化をしたＭ
ＰＥＧ２等のビットストリームを、復号するとともに標
準解像度画像にダウンサンプリングするダウンデコーダ
が、文献「低域ドリフトのないスケーラブル・デコー
ダ」（岩橋・神林・貴家：信学技報 CS94-186,DSP94-10
8,1995-01）に提案されている（以下、この文献を文献
１と呼ぶ。）。この文献１には、以下の第１から第３の
ダウンデコーダが示されている。

【０００４】第１のダウンデコーダは、図２７に示すよ
うに、高解像度画像のビットストリームに対して８（水
平方向のＤＣ成分から数えた係数の数）×８（垂直方向
のＤＣ成分から数えた係数の数）の逆離散コサイン変換
をする逆離散コサイン変換装置１００１と、離散コサイ
ン変換がされた高解像度画像と動き補償がされた参照画
像とを加算する加算装置１００２と、参照画像を一時記
憶するフレームメモリ１００３と、フレームメモリ１０
０３が記憶した参照画像に１／２画素精度で動き補償を
する動き補償装置１００４と、フレームメモリ１００３
が記憶した参照画像を標準解像度の画像に変換するダウ
ンサンプリング装置１００５とを備えている。

【０００５】この第１のダウンデコーダでは、逆離散コ
サイン変換を行い高解像度画像として復号した出力画像
を、ダウンサンプリング装置１００５で縮小して標準解
像度の画像データを出力する。

【０００６】第２のダウンデコーダは、図２８に示すよ
うに、高解像度画像のビットストリームのＤＣＴ（Disc
rete Cosine Transform）ブロックの高周波成分の係数
を０に置き換えて８×８の逆離散コサイン変換をする逆
離散コサイン変換装置１０１１と、離散コサイン変換が
された高解像度画像と動き補償がされた参照画像とを加
算する加算装置１０１２と、参照画像を一時記憶するフ
レームメモリ１０１３と、フレームメモリ１０１３が記
憶した参照画像に１／２画素精度で動き補償をする動き
補償装置１０１４と、フレームメモリ１０１３が記憶し
た参照画像を標準解像度の画像に変換するダウンサンプ
リング装置１０１５とを備えている。

【０００７】この第２のダウンデコーダでは、ＤＣＴブ
ロックの全ての係数のうち高周波成分の係数を０に置き
換えて逆離散コサイン変換を行い高解像度画像として復
号した出力画像を、ダウンサンプリング装置１００５で
縮小して標準解像度の画像データを出力する。

【０００８】第３のダウンデコーダは、図２９に示すよ
うに、高解像度画像のビットストリームのＤＣＴブロッ
クの低周波成分の係数のみを用いて例えば４×４の逆離
散コサイン変換をして標準解像度画像に復号する縮小逆
離散コサイン変換装置１０２１と、縮小逆離散コサイン
変換がされた標準解像度画像と動き補償がされた参照画
像とを加算する加算装置１０２２と、参照画像を一時記
憶するフレームメモリ１０２３と、フレームメモリ１０
２３が記憶した参照画像に１／４画素精度で動き補償を
する動き補償装置１０２４とを備えている。

【０００９】この第３のダウンデコーダでは、ＤＣＴブ
ロックの全ての係数のうち低周波成分の係数のみを用い
て逆離散コサイン変換を行い、高解像度画像から標準解
像度画像として復号する。

【００１０】ここで、上記第１のダウンデコーダでは、
ＤＣＴブロック内の全ての係数に対して逆離散コサイン
変換を行い高解像度画像を復号しているため、高い演算
処理能力の逆離散コサイン変換装置１００１と高容量の
フレームメモリ１００３とが必要となる。また、上記第
２のダウンデコーダでは、ＤＣＴブロック内の係数のう
ち高周波成分を０として離散コサイン変換を行い高解像
度画像を復号しているため、逆離散コサイン変換装置１
０１１の演算処理能力は低くて良いが、やはり高容量の
フレームメモリ１０１３が必要となる。これら第１及び
第２のダウンデコーダに対し、第３のダウンデコーダで
は、ＤＣＴブロック内の全ての係数うち低周波成分の係
数のみを用いて逆離散コサイン変換をしているため逆離
散コサイン変換装置１０２１の演算処理能力が低くてよ
く、さらに、標準解像度画像の参照画像を復号している
のでフレームメモリ１０２３の容量も少なくすることが
できる。

【００１１】ところで、テレビジョン放送等の動画像の
表示方式には、順次走査方式と飛び越し走査方式とがあ
る。順次走査方式は、フレーム内の全ての画素を同じタ
イミングでサンプリングした画像を、順次表示する表示
方式である。飛び越し走査方式は、フレーム内の画素を
水平方向の１ライン毎に異なるタイミングでサンプリン
グした画像を、交互に表示する表示方式である。

【００１２】この飛び越し走査方式では、フレーム内の
画素を１ライン毎に異なるタイミングでサンプリングし
た画像のうちの一方を、トップフィールド（第１フィー
ルドともいう。）といい、他方をボトムフィールド（第
２のフィールドともいう。）という。フレームの水平方
向の先頭ラインが含まれる画像がトップフィールドとな
り、フレームの水平方向の２番目のラインが含まれる画
像がボトムフィールドとなる。従って、飛び越し走査方
式では、１つのフレームが２つのフィールドから構成さ
れることとなる。

【００１３】ＭＥＰＧ２では、飛び越し走査方式に対応
した動画像信号を効率良く圧縮するため、画面の圧縮単
位であるピクチャにフレームを割り当てて符号化するだ
けでなく、ピクチャにフィールドを割り当てて符号化す
ることもできる。

【００１４】ＭＰＥＧ２では、ピクチャにフィールドが
割り当てられた場合には、そのビットストリームの構造
をフィールド構造と呼び、ピクチャにフレームが割り当
てられた場合には、そのビットストリームの構造をフレ
ーム構造と呼ぶ。また、フィールド構造では、フィール
ド内の画素からＤＣＴブロックが形成され、フィールド
単位で離散コサイン変換がされる。このフィールド単位
で離散コサイン変換を行う処理モードのことをフィール
ドＤＣＴモードと呼ぶ。また、フレーム構造では、フレ
ーム内の画素からＤＣＴブロックが形成され、フレーム
単位で離散コサイン変換がされる。このフレーム単位で
離散コサイン変換を行う処理モードのことをフレームＤ
ＣＴモードと呼ぶ。さらに、フィールド構造では、フィ
ールド内の画素からマクロブロックが形成され、フィー
ルド単位で動き予測がされる。このフィールド単位で動
き予測を行う処理モードのことをフィールド動き予測モ
ードと呼ぶ。また、フレーム構造では、フレーム内の画
素からマクロブロックが形成され、フレーム単位で動き
予測がされる。フレーム単位で動き予測を行う処理モー
ドのことをフレーム動き予測モードと呼ぶ。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記文献１
に示された第３のダウンデコーダを利用して、飛び越し
走査方式に対応した圧縮画像データを復号する画像復号
装置が、例えば文献「ACompensation Method of Drift
Errors in Scalability」（N.OBIKANE,K.TAHARAand J.Y
ONEMITSU,HDTV Work Shop'93）に提案されている（以
下、この文献を文献２と呼ぶ）。

【００１６】この文献２に示された従来の画像復号装置
は、図３０に示すように、高解像度画像をＭＰＥＧ２で
圧縮したビットストリームが供給され、このビットスト
リームを解析するビットストリーム解析装置１０３１
と、データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変
長符号化がされたビットストリームを復号する可変長符
号復号装置１０３２と、ＤＣＴブロックの各係数に量子
化ステップを掛ける逆量子化装置１０３３と、ＤＣＴブ
ロックの全ての係数のうち低周波成分の係数のみを用い
て例えば４×４の逆離散コサイン変換をして標準解像度
画像を復号する縮小逆離散コサイン変換装置１０３４
と、縮小逆離散コサイン変換がされた標準解像度画像と
動き補償がされた参照画像とを加算する加算装置１０３
５と、参照画像を一時記憶するフレームメモリ１０３６
と、フレームメモリ１０３６が記憶した参照画像に１／
４画素精度で動き補償をする動き補償装置１０３７とを
備えている。

【００１７】この文献２に示された従来の画像復号装置
の縮小逆離散コサイン変換装置１０３４は、ＤＣＴブロ
ック内の全ての係数のうち低周波成分の係数のみを用い
て逆離散コサイン変換をするが、フレームＤＣＴモード
とフィールドＤＣＴモードとで、逆離散コサイン変換を
行う係数の位置が異なっている。

【００１８】具体的には、縮小逆離散コサイン変換装置
１０３４は、フィールドＤＣＴモードの場合には、図３
１に示すように、ＤＣＴブロック内の８×８個のうち、
低域の４×４個の係数のみに逆離散コサイン変換を行
う。それに対し、縮小逆離散コサイン変換装置１０３４
は、フレームＤＣＴモードの場合には、図３２に示すよ
うに、ＤＣＴブロック内の８×８個の係数のうち、４×
２個＋４×２個の係数のみに逆離散コサイン変換を行
う。

【００１９】また、この文献２に示された従来の画像復
号装置の動き補償装置１０３７は、高解像度画像に対し
て行われた動き予測の情報（動きベクトル）に基づき、
フィールド動き予測モード及びフレーム動き予測モード
のそれぞれに対応した１／４画素精度の動き補償を行
う。すなわち、通常ＭＰＥＧ２では１／２画素精度で動
き補償が行われることが定められているが、高解像度画
像から標準解像度画像を復号する場合には、ピクチャ内
の画素数が１／２に間引かれるため、動き補償装置１０
３７では動き補償の画素精度を１／４画素精度として動
き補償を行っている。

【００２０】従って、動き補償装置１０３７では、高解
像度画像に対応した動き補償を行うため、標準解像度の
画像としてフレームメモリ１０３６に格納された参照画
像の画素に対して線形補間して、１／４画素精度の画素
を生成している。

【００２１】具体的に、フィールド動き予測モード及び
フレーム動き予測モードの場合の垂直方向の画素の線形
補間処理を、図３３及び図３４を用いて説明する。な
お、図面中には、縦方向に垂直方向の画素の位相を示
し、表示画像の各画素が位置する位相を整数で示してい
る。

【００２２】まず、フィールド動き予測モードで動き予
測がされた画像の補間処理について、図３３を用いて説
明する。高解像度画像（上位レイヤー）に対しては、図
３３（ａ）に示すように、各フィールドそれぞれ独立
に、１／２画素精度で動き補償がされる。これに対し、
標準解像度画像（下位レイヤー）に対しては、図３３
（ｂ）に示すように、整数精度の画素に基づきフィール
ド内で線形補間をして、垂直方向に１／４画素、１／２
画素、３／４画素分の位相がずれた画素を生成し、動き
補償がされる。すなわち、標準解像度画像（下位レイヤ
ー）では、トップフィールドの整数精度の各画素に基づ
きトップフィールドの１／４画素精度の各画素が線形補
間により生成され、ボトムフィールドの整数精度の各画
素に基づきボトムフィールドの１／４画素精度の各画素
が線形補間により生成される。例えば、垂直方向の位相
が０の位置にあるトップフィールドの画素の値をａ、垂
直方向の位相が１の位置にあるトップフィールドの画素
の値をｂとする。この場合、垂直方向の位相が１／４の
位置にあるトップフィールドの画素は（３ａ＋ｂ）／４
となり、垂直方向の位相が１／２の位置にあるトップフ
ィールドの画素は（ａ＋ｂ）／２となり、垂直方向の位
相が３／４の位置にあるトップフィールドの画素は（ａ
＋３ｂ）／４となる。

【００２３】続いて、フレーム動き予測モードで動き予
測がされた画像の補間処理について、図３４を用いて説
明する。高解像度画像（上位レイヤー）に対しては、図
３４（ａ）に示すように、各フィールド間で補間処理が
され、すなわち、ボトムフィールドとトップフィールド
との間で補間処理がされ、１／２画素精度で動き補償が
される。標準解像度画像（下位レイヤー）に対しては、
図３４（ｂ）に示すように、トップフィールド及びボト
ムフィールドの２つのフィールドの整数精度の各画素に
基づき、垂直方向に１／４画素、１／２画素、３／４画
素分の位相がずれた画素が線形補間により生成され、動
き補償がされる。例えば、垂直方向の位相が−１の位置
にあるボトムフィールドの画素の値をａ、垂直方向の位
相が０の位置にあるトップフィールドの画素の値をｂ、
垂直方向の位相が１の位置にあるボトムフィールドの画
素の値をｃ、垂直方向の位相が２の位置にあるトップフ
ィールドの画素の値をｄ、垂直方向の位相が３の位置に
あるボトムフィールドの画素の値をｅとする。この場
合、垂直方向の位相が０〜２の間にある１／４画素精度
の各画素は、以下のように求められる。

【００２４】垂直方向の位相が１／４の位置にある画素
は（ａ＋４ｂ＋３ｃ）／８となる。垂直方向の位相が１
／２の位置にある画素は（ａ＋３ｃ）／４となる。垂直
方向の位相が３／４の位置にある画素は（ａ＋２ｂ＋３
ｃ＋２ｄ）／８となる。垂直方向の位相が５／４の位置
にある画素は（２ｂ＋３ｃ＋２ｄ＋ｅ）／８となる。垂
直方向の位相が３／２の位置にある画素は（３ｃ＋ｅ）
／４となる。垂直方向の位相が７／４の位置にある画素
は（３ｃ＋４ｄ＋ｅ）／８となる。

【００２５】以上のように上記文献２に示された従来の
画像復号装置は、飛び越し走査方式に対応した高解像度
画像の圧縮画像データを、標準解像度画像データに復号
することができる。

【００２６】しかしながら、上記文献２に示された従来
の画像復号装置では、フィールドＤＣＴモードで得られ
る標準解像度画像の各画素と、フレームＤＣＴモードで
得られる標準解像度の各画素との位相がずれる。具体的
には、フィールドＤＣＴモードでは、図３５に示すよう
に、下位レイヤーのトップフィールドの各画素の垂直方
向の位相が１／２、５／２・・・となり、下位レイヤー
のボトムフィールドの各画素の垂直方向の位相が１、３
・・・となる。それに対して、フレームＤＣＴモードで
は、図３６に示すように、下位レイヤーのトップフィー
ルドの各画素の垂直方向の位相が０、２・・・となり、
下位レイヤーのボトムフィールドの各画素の垂直方向の
位相が１、３・・・となる。そのため、位相が異なる画
像がフレームメモリ１０３６に混在し、出力する画像の
画質が劣化する。

【００２７】また、上記文献２に示された従来の画像復
号装置では、フィールド動き予測モードとフレーム動き
予測モードとで位相ずれの補正がされていない。そのた
め、出力する画像の画質が劣化する。

【００２８】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、フィールド動き予測モードとフレーム動
き予測モードとによる動き補償の際の画素の位相ずれを
なくし、動き補償に起因する画質の劣化を防止すること
が可能な、高解像度画像の圧縮画像データから標準解像
度の画像データを復号する画像復号装置及び画像復号方
法を提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像復号装
置は、所定の画素ブロック（マクロブロック）単位で動
き予測をすることによる予測符号化、及び、所定の画素
ブロック（直交変換ブロック）単位で直交変換をするこ
とによる圧縮符号化をした第１の解像度の圧縮画像デー
タから、上記第１の解像度より低い第２の解像度の動画
像データを復号する画像復号装置であって、飛び越し走
査に対応した直交変換方式（フィールド直交変換モー
ド）により直交変換がされた上記圧縮画像データの直交
変換ブロックに対して、逆直交変換をする第１の逆直交
変換手段と、順次走査に対応した直交変換方式（フレー
ム直交変換モード）により直交変換がされた上記圧縮画
像データの直交変換ブロックに対して、逆直交変換をす
る第２の逆直交変換手段と、上記第１の逆直交変換手段
又は上記第２の逆直交変換手段により逆直交変換がされ
た圧縮画像データと動き補償がされた参照画像データと
を加算して、第２の解像度の動画像データを出力する加
算手段と、上記加算手段から出力される動画像データを
参照画像データとして記憶する記憶手段と、飛び越し走
査に対応した動き予測方式（フィールド動き予測モー
ド）により動き予測がされた参照画像データのマクロブ
ロックに対して動き補償をする第１の動き補償手段と、
順次走査に対応した動き予測方式（フレーム動き予測モ
ード）により動き予測がされた参照画像データのマクロ
ブロックに対して動き補償をする第２の動き補償手段と
を備え、上記第１の逆直交変換手段は、上記直交変換ブ
ロックの各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交
変換をし、上記第２の逆直交変換手段は、上記直交変換
ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換を
し、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を飛び
越し走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、分離
した２つの画素ブロックに対してそれぞれ直交変換を
し、直交変換をした２つの画素ブロックの各係数のうち
低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換
をした２つの画素ブロックを合成して直交変換ブロック
を生成し、上記第１の動き補償手段と上記第２の動き補
償手段は、記憶している参照画像データに対して直交変
換を用いた画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像
データを生成して動き補償をし、動き補償をした仮想上
位画像データに対して直交変換を用いた画素縮小をして
圧縮画像データに加算する参照画像データを生成するこ
とを特徴とする。

【００３０】この画像復号装置では、フレーム直交変換
モードにより直交変換がされた直交変換ブロックの全周
波数成分の係数に対して逆直交変換をして飛び越し走査
に対応した２つの画素ブロックに分離し、分離した２つ
の画素ブロックに対してそれぞれ直交変換をして低周波
成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした
２つの画素ブロックを合成する。また、この画像復号装
置では、記憶している参照画像データに対して直交変換
を用いた画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像デ
ータを生成して動き補償をし、動き補償をした仮想上位
画像データに対して直交変換を用いた画素縮小をして圧
縮画像データに加算する参照画像データを生成する。そ
して、この画像復号装置では、第１の解像度より低い第
２の解像度の動画像データを出力する。

【００３１】本発明に係る画像復号装置は、上記第１の
逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの各係数のう
ち低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
換をして得られたトップフィールドの各画素の垂直方向
に対して１／４画素分の位相補正をし、逆直交変換をし
て得られたボトムフィールドの各画素の垂直方向に対し
て３／４画素分の位相補正をし、上記第２の逆直交変換
手段は、上記直交変換ブロックの全周波数成分の係数に
対して逆直交変換をし、逆直交変換をした直交変換ブロ
ックを飛び越し走査に対応した２つの画素ブロックに分
離し、分離した２つの画素ブロックに対してそれぞれ直
交変換をし、直交変換をした２つの画素ブロックの各係
数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆
直交変換をして得られたトップフィールドの各画素の垂
直方向に対して１／４画素分の位相補正をし、逆直交変
換をして得られたボトムフィールドの各画素の垂直方向
に対して３／４画素分の位相補正をし、位相補正をした
トップフィールドとボトムフィールドとを合成し、上記
第１の動き補償手段と上記第２の動き補償手段は、記憶
している参照画像データのトップフィールドの垂直方向
の画素に対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフ
ィールドの垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相
補正をした画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像
データを生成し、トップフィールドの垂直方向の画素に
対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフィールド
の垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相補正をす
る画素縮小をして圧縮画像データに加算する参照画像デ
ータを生成することを特徴とする。

【００３２】この画像復号装置では、フィールド直交変
換モードにより直交変換がされた直交変換ブロックの各
係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、
逆直交変換をして得られたトップフィールドの各画素の
垂直方向に対して１／４画素分の位相補正をし、逆直交
変換をして得られたボトムフィールドの各画素の垂直方
向に対して３／４画素分の位相補正をし、フレーム直交
変換モードにより直交変換がされた直交変換ブロックの
全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
換をした直交変換ブロックを飛び越し走査に対応した２
つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロッ
クに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換をした２つ
の画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対し
て逆直交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフ
ィールドの各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位
相補正をし、逆直交変換をして得られたボトムフィール
ドの各画素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正
をし、位相補正をしたトップフィールドとボトムフィー
ルドとを合成する。また、この画像復号装置では、記憶
している参照画像データのトップフィールドの垂直方向
の画素に対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフ
ィールドの垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相
補正をした画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像
データを生成し、トップフィールドの垂直方向の画素に
対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフィールド
の垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相補正をす
る画素縮小をして圧縮画像データに加算する参照画像デ
ータを生成する。そして、この画像復号装置では、第１
の解像度より低い第２の解像度の動画像データを出力す
る。

【００３３】本発明に係る画像復号方法は、所定の画素
ブロック（マクロブロック）単位で動き予測をすること
による予測符号化、及び、所定の画素ブロック（直交変
換ブロック）単位で直交変換をすることによる圧縮符号
化をした第１の解像度の圧縮画像データから、上記第１
の解像度より低い第２の解像度の動画像データを復号す
る画像復号方法であって、飛び越し走査に対応した直交
変換方式（フィールド直交変換モード）により直交変換
がされた上記圧縮画像データの直交変換ブロックに対し
て、逆直交変換をし、順次走査に対応した直交変換方式
（フレーム直交変換モード）により直交変換がされた上
記圧縮画像データの直交変換ブロックに対して、逆直交
変換をし、逆直交変換がされた圧縮画像データと動き補
償がされた参照画像データとを加算し、加算して得られ
た動画像データを参照画像データとして記憶し、飛び越
し走査に対応した動き予測方式（フィールド動き予測モ
ード）により動き予測がされた記憶している参照画像デ
ータのマクロブロックに対して動き補償をし、順次走査
に対応した動き予測方式（フレーム動き予測モード）に
より動き予測がされた記憶している参照画像データのマ
クロブロックに対して動き補償をし、フィールド直交変
換モードにより直交変換がされた上記直交変換ブロック
の各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換を
し、レーム直交変換モードにより直交変換がされた上記
直交変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交
変換をし、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素
を飛び越し走査に対応した２つの画素ブロックに分離
し、分離した２つの画素ブロックに対してそれぞれ直交
変換をし、直交変換をした２つの画素ブロックの各係数
のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直
交変換をした２つの画素ブロックを合成して直交変換ブ
ロックを生成し、記憶している参照画像データに対して
直交変換を用いた画素補間をして第１の解像度の仮想上
位画像データを生成して動き補償をし、動き補償をした
仮想上位画像データに対して直交変換を用いた画素縮小
をして圧縮画像データに加算する参照画像データを生成
することを特徴とする。

【００３４】この画像復号方法では、フレーム直交変換
モードにより直交変換がされた直交変換ブロックの全周
波数成分の係数に対して逆直交変換をして飛び越し走査
に対応した２つの画素ブロックに分離し、分離した２つ
の画素ブロックに対してそれぞれ直交変換をして低周波
成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした
２つの画素ブロックを合成する。また、この画像復号方
法では、記憶している参照画像データに対して直交変換
を用いた画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像デ
ータを生成して動き補償をし、動き補償をした仮想上位
画像データに対して直交変換を用いた画素縮小をして圧
縮画像データに加算する参照画像データを生成する。そ
して、この画像復号方法では、第１の解像度より低い第
２の解像度の動画像データを出力する。

【００３５】本発明に係る画像復号方法は、フィールド
直交変換モードにより直交変換がされた直交変換ブロッ
クの各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換
をし、逆直交変換をして得られたトップフィールドの各
画素の垂直方向に対して１／４画素分の位相補正をし、
逆直交変換をして得られたボトムフィールドの各画素の
垂直方向に対して３／４画素分の位相補正をし、フレー
ム直交変換モードにより直交変換がされた直交変換ブロ
ックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆
直交変換をした直交変換ブロックを飛び越し走査に対応
した２つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画素
ブロックに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換をし
た２つの画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係数
に対して逆直交変換をし、逆直交変換をして得られたト
ップフィールドの各画素の垂直方向に対して１／４画素
分の位相補正をし、逆直交変換をして得られたボトムフ
ィールドの各画素の垂直方向に対して３／４画素分の位
相補正をし、位相補正をしたトップフィールドとボトム
フィールドとを合成し、記憶している参照画像データの
トップフィールドの垂直方向の画素に対して１／４画素
分の位相補正をし、ボトムフィールドの垂直方向の画素
に対して３／４画素分の位相補正をした画素補間をして
第１の解像度の仮想上位画像データを生成し、トップフ
ィールドの垂直方向の画素に対して１／４画素分の位相
補正をし、ボトムフィールドの垂直方向の画素に対して
３／４画素分の位相補正をする画素縮小をして圧縮画像
データに加算する参照画像データを生成することを特徴
とする。

【００３６】この画像復号方法では、フィールド直交変
換モードにより直交変換がされた直交変換ブロックの各
係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、
逆直交変換をして得られたトップフィールドの各画素の
垂直方向に対して１／４画素分の位相補正をし、逆直交
変換をして得られたボトムフィールドの各画素の垂直方
向に対して３／４画素分の位相補正をし、フレーム直交
変換モードにより直交変換がされた直交変換ブロックの
全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
換をした直交変換ブロックを飛び越し走査に対応した２
つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロッ
クに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換をした２つ
の画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対し
て逆直交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフ
ィールドの各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位
相補正をし、逆直交変換をして得られたボトムフィール
ドの各画素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正
をし、位相補正をしたトップフィールドとボトムフィー
ルドとを合成する。また、この画像復号方法では、記憶
している参照画像データのトップフィールドの垂直方向
の画素に対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフ
ィールドの垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相
補正をした画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像
データを生成し、トップフィールドの垂直方向の画素に
対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフィールド
の垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相補正をす
る画素縮小をして圧縮画像データに加算する参照画像デ
ータを生成する。そして、この画像復号方法では、第１
の解像度より低い第２の解像度の動画像データを出力す
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態とし
て、本発明を適用した画像復号装置について、図面を参
照しながら説明する。

【００３８】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態の画像復号装置について説明する。

【００３９】図１に示すように、本発明の第１の実施の
形態の画像復号装置１０は、垂直方向の有効ライン数が
例えば１１５２本の高解像度画像をＭＰＥＧ２で画像圧
縮したビットストリームが入力され、この入力されたビ
ットストリームを復号するとともに１／２の解像度に縮
小して、垂直方向の有効ライン数が例えば５７６本の標
準解像度画像を出力する装置である。

【００４０】なお、以下、本発明の実施の形態の説明を
するにあたり、高解像度画像のことを上位レイヤーとも
呼び、標準解像度画像のことを下位レイヤーとも呼ぶも
のとする。また、通常、８×８の離散コサイン係数を有
するＤＣＴブロックを逆離散コサイン変換した場合８×
８の画素から構成される復号データを得ることができる
が、例えば、８×８の離散コサイン係数を復号して４×
４の画素から構成される復号データを得るような、逆離
散コサイン変換をするとともに解像度を縮小する処理
を、縮小逆離散コサイン変換という。

【００４１】この画像復号装置１０は、圧縮された高解
像度画像のビットストリームが供給され、このビットス
トリームを解析するビットストリーム解析装置１１と、
データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変長符
号化がされた上記ビットストリームを復号する可変長符
号復号装置１２と、ＤＣＴブロックの各係数に量子化ス
テップを掛ける逆量子化装置１３と、フィールドＤＣＴ
モードで離散コサイン変換がされたＤＣＴブロックに対
して縮小逆離散コサイン変換をして標準解像度画像を生
成するフィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置
１４と、フレームＤＣＴモードで離散コサイン変換がさ
れたＤＣＴブロックに対して縮小逆離散コサイン変換を
して標準解像度画像を生成するフレームモード用縮小逆
離散コサイン変換装置１５と、縮小逆離散コサイン変換
がされた標準解像度画像と動き補償がされた参照画像と
を加算する加算装置１６と、参照画像を一時記憶するフ
レームメモリ１７と、フレームメモリ１７が記憶した参
照画像にフィールド動き予測モードに対応した動き補償
をするフィールドモード用動き補償装置１８と、フレー
ムメモリ１７が記憶した参照画像にフレーム動き予測モ
ードに対応した動き補償をするフレームモード用動き補
償装置１９と、フレームメモリ１７が記憶した画像に対
してポストフィルタリングをすることにより、画枠変換
をするとともに画素の位相ずれを補正してテレビジョン
モニタ等に表示するための標準解像度の画像データを出
力する画枠変換・位相ずれ補正装置２０とを備えてい
る。

【００４２】フィールドモード用縮小逆離散コサイン変
換装置１４は、入力されたビットストリームのマクロブ
ロックが、フィールドＤＣＴモードで離散コサイン変換
されている場合に用いられる。フィールドモード用縮小
逆離散コサイン変換装置１４は、フィールドＤＣＴモー
ドで離散コサイン変換がされたマクロブロック内の８×
８個の係数が示されたＤＣＴブロックに対して、図３１
で示したような、低域の４×４の係数のみに逆離散コサ
イン変換を行う。すなわち、水平方向及び垂直方向の低
域の４点の離散コサイン係数に基づき縮小逆離散コサイ
ン変換を行う。このフィールドモード用縮小逆離散コサ
イン変換装置１４では、以上のような縮小逆離散コサイ
ン変換を行うことにより、１つのＤＣＴブロックが４×
４の画素から構成される標準解像度画像を復号すること
ができる。この復号された画像データの各画素の位相
は、図２に示すように、トップフィールドの各画素の垂
直方向の位相が１／２、５／２・・・となり、ボトムフ
ィールドの各画素の垂直方向の位相が１、３・・・とな
る。すなわち、復号された下位レイヤーのトップフィー
ルドでは、先頭画素（位相が１／２の画素）の位相が上
位レイヤーのトップフィールドの先頭から１番目と２番
目の画素（位相が０と２の画素）の中間位相となり、先
頭から２番目の画素（位相が５／２の画素）の位相が上
位レイヤーのトップフィールドの先頭から３番目と４番
目の画素（位相が４と６の画素）の中間位相となる。ま
た、復号された下位レイヤーのボトムフィールドでは、
先頭画素（位相が１の画素）の位相が上位レイヤーのボ
トムフィールドの先頭から１番目と２番目の画素（位相
が１と３の画素）の中間位相となり、先頭から２番目の
画素（位相が３の画素）の位相が上位レイヤーのボトム
フィールドの先頭から３番目と４番目の画素（位相が５
と７の画素）の中間位相となる。

【００４３】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置１５は、入力されたビットストリームのマクロブロ
ックが、フレームＤＣＴモードで離散コサイン変換され
ている場合に用いられる。フレームモード用縮小逆離散
コサイン変換装置１５は、フレームＤＣＴモードで離散
コサイン変換がされたマクロブロック内の８×８個の係
数が示されたＤＣＴブロックに対して、縮小逆離散コサ
イン変換を行う。そして、フレームモード用縮小逆離散
コサイン変換装置１５では、１つのＤＣＴブロックが４
×４の画素から構成される解像度画像を復号するととも
に、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置１
４で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位相の画
像を生成する。すなわち、フレームモード用縮小逆離散
コサイン変換装置１５で復号された画像データの各画素
の位相は、図２に示すように、トップフィールドの各画
素の垂直方向の位相が１／２、５／２・・・となり、ボ
トムフィールドの各画素の垂直方向の位相が１、３・・
・となる。

【００４４】なお、このフレームモード用縮小逆離散コ
サイン変換装置１５の処理については、その詳細を後述
する。

【００４５】加算装置１６は、フィールドモード用縮小
逆離散コサイン変換装置１４又はフレームモード用縮小
逆離散コサイン変換装置１５により縮小逆離散コサイン
変換されたマクロブロックがイントラ画像の場合には、
そのイントラ画像をそのままフレームメモリ１７に格納
する。また、加算装置１６は、フィールドモード用縮小
逆離散コサイン変換装置１４又はフレームモード用縮小
逆離散コサイン変換装置１５により縮小逆離散コサイン
変換されたマクロブロックがインター画像である場合に
は、そのインター画像に、フィールドモード用動き補償
装置１８或いはフレームモード用動き補償装置１９によ
り動き補償がされた参照画像を合成して、フレームメモ
リ１７に格納する。

【００４６】フィールドモード用動き補償装置１８は、
マクロブロックの動き予測モードがフィールド動き予測
モードの場合に用いられる。フィールドモード用動き補
償装置１８は、フレームメモリ１７に記憶されている標
準解像度画像の参照画像に対して、直交変換を用いた画
素補間を行い、高解像度画像の解像度と同じ解像度の仮
想上位画像を生成する。そして、この仮想上位画像に対
してフィールド動き予測モードに対応した動き補償を
し、この動き補償をした仮想上位画像を直交変換を用い
た画素縮小を行い、標準解像度の参照画像を生成する。
このフィールドモード用動き補償装置１８により動き補
償がされた参照画像は、加算装置１６に供給され、イン
ター画像に合成される。

【００４７】なお、このフィールドモード用動き補償装
置１８の処理については、その詳細を後述する。

【００４８】フレームモード用動き補償装置１９は、マ
クロブロックの動き予測モードがフレーム動き予測モー
ドの場合に用いられる。フレームモード用動き補償装置
１９は、フレームメモリ１７に記憶されている標準解像
度画像の参照画像に対して、直交変換を用いた画素補間
を行い、高解像度画像の解像度と同じ解像度の仮想上位
画像を生成する。そして、この仮想上位画像に対してフ
ィールド動き予測モードに対応した動き補償をし、この
動き補償をした仮想上位画像を直交変換を用いた画素縮
小を行い、標準解像度の参照画像を生成する。このフレ
ームモード用動き補償装置１９により動き補償がされた
参照画像は、加算装置１６に供給され、インター画像に
合成される。

【００４９】なお、このフレームモード用動き補償装置
１９の処理については、その詳細を後述する。

【００５０】画枠変換・位相ずれ補正装置２０は、フレ
ームメモリ１７が記憶した標準解像度の参照画像或いは
加算装置１６が合成した画像が供給され、この画像をポ
ストフィルタリングにより、トップフィールドとボトム
フィールドとの間の位相ずれ成分を補正するとともに画
枠を標準解像度のテレビジョンの規格に合致するように
変換する。すなわち、画枠変換・位相ずれ補正装置２０
は、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／
２、５／２・・・となり、ボトムフィールドの各画素の
垂直方向の位相が１、３・・・となる標準解像度画像
を、例えば、トップフィールドの各画素の垂直方向の位
相が０、２、４・・・となり、ボトムフィールドの各画
素の垂直方向の位相が１、３、５・・・となるように補
正する。また、画枠変換・位相ずれ補正装置２０は、高
解像度のテレビジョン規格の画枠を、１／４に縮小して
標準解像度のテレビジョン規格の画枠に変換する。

【００５１】本発明の第１の実施の形態の画像復号装置
１０では、以上のような構成を有することにより、高解
像度画像をＭＰＥＧ２で画像圧縮したビットストリーム
を、復号するとともに解像度を１／２に縮小して、標準
解像度画像を出力することができる。

【００５２】つぎに、上記フレームモード用縮小逆離散
コサイン変換装置１５の処理内容について、さらに詳細
に説明する。

【００５３】なお、このフレームモード用縮小逆離散コ
サイン変換装置１５では、以下に説明する１ブロック処
理及び２ブロック処理のいずれか或いは両者の処理を行
うことができる。フレームモード用縮小逆離散コサイン
変換装置１５は、必要に応じて、１ブロック処理又は２
ブロック処理を切り換えて用いても良いし、或いは、い
ずれか一方の処理のみを行っても良い。

【００５４】まず、１ブロック処理について説明する。
図３に、１ブロック処理の内容を説明するための図を示
す。

【００５５】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置１５には、図３に示すように、高解像度画像を圧縮
符号化したビットストリームが、１つのＤＣＴブロック
単位で入力される。

【００５６】まず、ステップＳ１において、この１つの
ＤＣＴブロックの離散コサイン係数ｙ（ＤＣＴブロック
の全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の係数をｙ₁
〜ｙ₈として図中に示す。）に対して、８×８の逆離散
コサイン変換（ＩＤＣＴ８×８）を行う。逆離散コサイ
ン変換をすることにより、８×８の復号された画素デー
タｘ（ＤＣＴブロックの全ての画素データのうち垂直方
向の画素データをｘ₁〜ｘ₈として図中に示す。）を得る
ことができる。

【００５７】続いて、ステップＳ２において、この８×
８の画素データｘを、垂直方向に１ライン毎交互に取り
出して、飛び越し走査に対応した４×４のトップフィー
ルドの画素ブロックと、飛び越し走査に対応した４×４
のボトムフィールドの画素ブロックの２つの画素ブロッ
クに分離する。すなわち、垂直方向に１ライン目の画素
データｘ₁と、３ライン目の画素データｘ₃と、５ライン
目の画素データｘ₅と、７ライン目の画素データｘ₇とを
取り出して、トップフィールドに対応した画素ブロック
を生成する。また、垂直方向に２ライン目の画素データ
ｘ₂と、４ライン目の画素データｘ₄と、６ライン目の画
素データｘ₆と、８ライン目の画素データｘ₈とを取り出
して、ボトムフィールドに対応した画素ブロックを生成
する。なお、ＤＣＴブロックの各画素を飛び越し走査に
対応した２つの画素ブロックに分離する処理を、以下フ
ィールド分離という。

【００５８】続いて、ステップＳ３において、フィール
ド分離した２つの画素ブロックそれぞれに対して４×４
の離散コサイン変換（ＤＣＴ４×４）をする。

【００５９】続いて、ステップＳ４において、４×４の
離散コサイン変換をして得られたトップフィールドに対
応する画素ブロックの離散コサイン係数ｚ（トップフィ
ールドに対応する画素ブロックの全ての係数のうち垂直
方向の離散コサイン係数をｚ₁，ｚ₃，ｚ₅，ｚ₇として図
中に示す。）の高域成分を間引き、２×２の離散コサイ
ン係数から構成される画素ブロックとする。また、４×
４の離散コサイン変換をして得られたボトムフィールド
に対応する画素ブロックの離散コサイン係数ｚ（ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての係数のうち
垂直方向の離散コサイン係数をｚ₂，ｚ₄，ｚ₆，ｚ₈とし
て図中に示す。）の高域成分を間引き、２×２の離散コ
サイン係数から構成される画素ブロックとする。

【００６０】続いて、ステップＳ５において、高域成分
の離散コサイン係数を間引いた画素ブロックに対して、
２×２の逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ２×２）を行
う。２×２の逆離散コサイン変換をすることにより、２
×２の復号された画素データｘ′（トップフィールドの
画素ブロックの全ての画素データのうち垂直方向の画素
データをｘ′₁，ｘ′₃として図中に示し、また、ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての画素データ
のうち垂直方向の画素データをｘ′₂，ｘ′₄として図中
に示す。）を得ることができる。

【００６１】続いて、ステップＳ６において、トップフ
ィールドに対応する画素ブロックの画素データと、ボト
ムフィールドに対応する画素ブロックの画素データと
を、垂直方向に１ラインずつ交互に合成して、４×４の
画素データから構成される縮小逆離散コサイン変換をし
たＤＣＴブロックを生成する。なお、トップフィールド
とボトムフィールドに対応した２つの画素ブロックの各
画素を垂直方向に交互に合成する処理を、以下フレーム
合成という。

【００６２】以上のステップＳ１〜ステップＳ６で示し
た１ブロック処理を行うことにより、フレームモード用
縮小逆離散コサイン変換装１５では、図２で示したよう
な、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装置１
４で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位相の画
素から構成される４×４のＤＣＴブロックを生成するこ
とができる。

【００６３】また、フレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置１５では、以上のステップＳ１からステップ
Ｓ６までの１ブロック処理を１つの行列を用いて演算す
る。具体的には、フレームモード用縮小逆離散コサイン
変換装置１５では、以上の処理を加法定理を用いて展開
計算することにより得られる以下の式１に示す行列［Ｆ
Ｓ′］と、１つのＤＣＴブロックの離散コサイン係数ｙ
（ｙ₁〜ｙ₈）とを行列演算することにより、縮小逆離散
コサイン変換したＤＣＴブロックの画素データｘ′
（ｘ′₁〜ｘ′₄）を得ることができる。

【００６４】

【数１】

【００６５】但し、この式（１）において、Ａ〜Ｊは以
下の通りである。

【００６６】

【数２】

【００６７】つぎに、２ブロック処理について説明す
る。図４に、２ブロック処理の内容を説明するための図
を示す。

【００６８】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置１５には、図４に示すように、高解像度画像を圧縮
符号化したビットストリームが、２つのＤＣＴブロック
単位で入力される。例えば、マクロブロックが４つの輝
度成分のＤＣＴブロックと２つの色差成分のＤＣＴブロ
ックとから構成されるいわゆる４２０フォーマットから
なる場合には、垂直方向に隣接した２つの輝度成分
（Ｙ）のＤＣＴブロックが入力される。マクロブロック
が図５に示すように構成されている場合には、輝度成分
（Ｙ）のＤＣＴブロック０とＤＣＴブロック２とが対と
なって入力され、また、ＤＣＴブロック１とＤＣＴブロ
ック３とが対となって入力される。

【００６９】まず、ステップＳ１１において、２つのＤ
ＣＴブロックの離散コサイン係数ｙ（時間的に前のＤＣ
Ｔブロックの全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の
係数をｙ₁〜ｙ₈として図中に示し、時間的に後のＤＣＴ
ブロックの全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の係
数をｙ₉〜ｙ₁₆として図中に示す。）に対して、それぞ
れ独立に８×８の逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ８×
８）を行う。逆離散コサイン変換をすることにより、８
×８の復号された画素データｘ（時間的に前のＤＣＴブ
ロックの全ての画素データのうち垂直方向の画素データ
をｘ₁〜ｘ₈として図中に示し、時間的に後のＤＣＴブロ
ックの全ての画素データのうち垂直方向の画素データを
ｘ₉〜ｘ₁₆として図中に示す。）を得ることができる。

【００７０】続いて、ステップＳ１２において、２つの
ＤＣＴブロックの８×８の画素データｘを、垂直方向に
１ライン毎交互に取り出して、飛び越し走査に対応した
トップフィールドの８×８の画素ブロックと、飛び越し
走査に対応したボトムフィールドの８×８の画素ブロッ
クの２つの画素ブロックにフィールド分離する。すなわ
ち、時間的に前のＤＣＴブロックから、垂直方向に１ラ
イン目の画素データｘ₁と、３ライン目の画素データｘ₃
と、５ライン目の画素データｘ₅と、７ライン目の画素
データｘ₇とを取り出し、時間的に後のＤＣＴブロック
から、垂直方向に１ライン目の画素データｘ₉と、３ラ
イン目の画素データｘ₁₁と、５ライン目の画素データｘ
₁₃と、７ライン目の画素データｘ₁₅とを取り出して、ト
ップフィールドに対応した８×８の画素ブロックを生成
する。また、時間的に前のＤＣＴブロックから、垂直方
向に２ライン目の画素データｘ₂と、４ライン目の画素
データｘ₄と、６ライン目の画素データｘ₆と、８ライン
目の画素データｘ₈とを取り出し、時間的に後のＤＣＴ
ブロックから、垂直方向に２ライン目の画素データｘ₁₀
と、４ライン目の画素データｘ₁₂と、６ライン目の画素
データｘ₁₄と、８ライン目の画素データｘ₁₆とを取り出
して、ボトムフィールドに対応した画素ブロックを生成
する。

【００７１】続いて、ステップＳ１３において、フィー
ルド分離した２つの８×８の画素ブロックそれぞれに対
して８×８の離散コサイン変換（ＤＣＴ８×８）をす
る。

【００７２】続いて、ステップＳ１４において、８×８
の離散コサイン変換をして得られたトップフィールドに
対応する画素ブロックの離散コサイン係数ｚ（トップフ
ィールドに対応する画素ブロックの全ての係数のうち垂
直方向の離散コサイン係数をｚ₁，ｚ₃，ｚ₅，ｚ₇，
ｚ₉，ｚ₁₁，ｚ₁₃，ｚ₁₅として図中に示す。）の高域成
分を間引いて、４×４の離散コサイン係数から構成され
る画素ブロックとする。また、８×８の離散コサイン変
換をして得られたボトムフィールドに対応する画素ブロ
ックの離散コサイン係数ｚ（ボトムフィールドに対応す
る画素ブロックの全ての係数のうち垂直方向の離散コサ
イン係数をｚ₂，ｚ₄，ｚ₆，ｚ₈，ｚ₁₀，ｚ₁₂，ｚ₁₄，ｚ
₁₆として図中に示す。）の高域成分を間引き、４×４の
離散コサイン係数から構成される画素ブロックとする。

【００７３】続いて、ステップＳ１５において、高域成
分の離散コサイン係数を間引いた４×４の画素ブロック
それぞれに対して、４×４の逆離散コサイン変換（ＩＤ
ＣＴ４×４）を行う。４×４の逆離散コサイン変換をす
ることにより、４×４の復号された画素データｘ′（ト
ップフィールドに対応する画素ブロックの全ての画素デ
ータのうち垂直方向の画素データをｘ′₁，ｘ′₃，ｘ′
₅，ｘ′₇として図中に示し、また、ボトムフィールドに
対応する画素ブロックの全ての画素データのうち垂直方
向の画素データをｘ′₂，ｘ′₄，ｘ′₆，ｘ′₈として図
中に示す。）を得ることができる。

【００７４】続いて、ステップＳ１６において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックの画素データと、ボ
トムフィールドに対応する画素ブロックの画素データと
を、垂直方向に１ラインずつ交互にフレーム合成して、
８×８の画素データから構成される縮小逆離散コサイン
変換をしたＤＣＴブロックを生成する。

【００７５】以上のステップＳ１１〜ステップＳ１６で
示した２ブロック処理を行うことにより、フレームモー
ド用縮小逆離散コサイン変換装１５では、図２で示した
ような、フィールドモード用縮小逆離散コサイン変換装
置１４で生成した標準解像度画像の画素の位相と同位相
の画素から構成されるＤＣＴブロックを生成することが
できる。

【００７６】また、フレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置１５では、以上のステップＳ１１〜ステップ
Ｓ１６までの２ブロック処理を１つの行列を用いて演算
する。具体的には、フレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置１５では、以上の処理を加法定理を用いて展
開計算することにより得られる以下の式（２）に示す行
列［ＦＳ′′］と、２つのＤＣＴブロックの離散コサイ
ン係数ｙ（ｙ₁〜ｙ₁₆）とを行列演算して、縮小逆離散
コサイン変換したＤＣＴブロックの画素データｘ′
（ｘ′₁〜ｘ′₈）を得ることができる。

【００７７】

【数３】

【００７８】但し、この式（２）において、Ａ〜Ｄは、
以下の通りである。

【００７９】

【数４】

【００８０】

【数５】

【００８１】

【数６】

【００８２】

【数７】

【００８３】また、この式（２）において、ａ〜ｇは、
以下の通りである。

【００８４】

【数８】

【００８５】なお、上記フレームモード用縮小逆離散コ
サイン変換装置１５では、図５で示したいわゆる４２０
フォーマットのマクロブロックが入力された場合には、
輝度成分に対しては上記ステップＳ１１〜ステップＳ１
６に示した２ブロック処理を行って縮小逆離散コサイン
変換を行い、色差成分に対しては、上記ステップＳ１〜
ステップＳ６に示した１ブロック処理を行って縮小逆離
散コサイン変換を行っても良い。

【００８６】つぎに、上記フィールドモード用動き補償
装置１８及びフレームモード用動き補償装置１９の処理
内容について、さらに詳細に説明する。

【００８７】フィールドモード用動き補償装置１８及び
フレームモード用動き補償装置１９はともに、図６に示
すように、フレームメモリ１７が記憶している参照画像
に対して離散コサイン変換を用いた画素補間処理を行い
仮想上位画像を生成する画素補間部２１と、この仮想上
位画像に対して動き補償を行い予測上位画像を生成する
動き補償部２２と、動き補償がされた予測上位画像を離
散コサイン変換を用いた画素縮小処理を行い予測下位画
像を生成する画素縮小部２３とを有している。

【００８８】画素補間部２１には、標準解像度の参照画
像データがフレームメモリ１７から供給される。この参
照画像データは、上記図２で示したように、トップフィ
ールドの各画素の垂直方向の位相が１／２、５／２・・
・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直方向の位相
が１、３・・・となっている。画素補間部２１は、この
標準解像度の参照画像を離散コサイン変換を用いて画素
を補間し、高解像度の画像に変換する。この画素補間部
２１により画素補間がされた画像を仮想上位画像とい
う。

【００８９】動き補償部２２は、上記画素補間部２１で
画素補間した仮想上位画像に対して、動き補償を行う。
動き補償部２２は、この画像復号装置１０に入力された
ビットストリームに含まれる動きベクトルを用いて１／
２画素精度で動き補償を行う。この動き補償部２２によ
り動き補償がされた高解像度の画像を予測上位画像とい
う。

【００９０】画素縮小部２３は、上記動き補償部２２に
より動き補償がされた高解像度の予測上位画像を離散コ
サイン変換を用いて画素を縮小し、標準解像度の画像に
変換する。この画素縮小部２３により画素縮小がされた
標準解像度の画像データは、上記図２で示したような、
トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／２、
５／２・・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直
方向の位相が１、３・・・となる。この画素縮小部２３
により画素縮小がされた標準解像度の画像を予測下位画
像という。

【００９１】このようなフィールドモード用動き補償装
置１８及びフレームモード用動き補償装置１９は、生成
した予測下位画像を加算装置１６に供給する。

【００９２】以上のような画素補間部２１及び画素縮小
部２３の画像補間処理及び画像縮小処理では、それぞ
れ、フィールド動き予測モード又はフレーム動き予測モ
ードに対応した行列係数を用いて、処理が行われる。

【００９３】つぎに、画素補間部２１及び画素縮小部２
３が演算を行う行列係数について説明する。

【００９４】まず、フィールドモード用動き補償装置１
８の画素補間部２１が、フレームメモリ１７が記憶して
いる参照画像データの水平方向の画素に対して演算する
行列、すなわち、フィールド動き予測モードで動き補償
を行う際に参照画像の水平方向の画素に対して画素補間
をして仮想上位画像を生成する行列は、以下の式（３）
に示すようになる。

【００９５】

【数９】

【００９６】上記行列［ＤＣＴ４］は、４点離散コサイ
ン変換係数であり、フレームメモリ１７に記憶している
標準解像度の参照画像に対して、４×４画素単位で離散
コサイン変換する行列である。その具体的な係数を以下
の式（４）に示す。

【００９７】

【数１０】

【００９８】上記行列［０ｐａｄ］は、上記行列［ＤＣ
Ｔ４］を演算した結果得られる４×４の離散コサイン係
数に対して、水平方向及び垂直方向の高域４点に０を追
加して、８×８の離散コサイン係数を生成する行列であ
る。つまり、標準解像度の画像に対応した４×４の離散
コサイン係数を含むＤＣＴブロックに対して、高域成分
の係数を補間して、高解像度の画像に対応した８×８の
離散コサイン係数を含むＤＣＴブロックに変換する。そ
の具体的な係数を以下の式（５）に示す。

【００９９】

【数１１】

【０１００】上記行列［ＩＤＣＴ８］は、上記行列［０
ｐａｄ］を演算した結果得られる８×８の離散コサイン
係数から、８×８の画素を得るための８点逆離散コサイ
ン係数である。なお、この行列［ＩＤＣＴ８］は、各係
数に√２を乗じて、正規化した行列としている。その具
体的な係数を以下の式（６）に示す。

【０１０１】

【数１２】

【０１０２】以上のような行列を用いて、標準解像度の
参照画像を画素補間することにより、フィールド動き予
測モードにおいて、この参照画像を高解像度画像に変換
した仮想上位画像を得ることができる。そして、動き補
償部２２がこの仮想上位画像に対して動き補償を行うこ
とにより、予測上位画像が生成される。なお、これらの
行列［ＤＣＴ４］、行列［０ｐａｄ］、行列［ＩＤＣＴ
８］をまとめて、１つの行列［画素補間］とすることに
より、その演算を高速化することができる。

【０１０３】また、フィールドモード用動き補償装置１
８の画素補間部２１が、フレームメモリ１７が記憶して
いる参照画像データの垂直方向の画素に対して演算する
行列、すなわち、フィールド動き予測モードで動き補償
を行う際に参照画像の垂直方向の画素に対して画素補間
をして仮想上位画像を生成する行列は、上記式（３）と
同一である。この垂直方向に対する演算は、各フィール
ドに対して演算される。すなわち、トップフィールドと
ボトムフィールドそれぞれ独立に演算がされる。

【０１０４】また、フィールドモード用動き補償装置１
８の画素縮小部２３が、動き補償部２２で動き補償をし
た予測上位画像の水平方向の画素に対して演算する行
列、すなわち、フィールド動き予測モードで動き補償を
する際に予測上位画像の水平方向の画素に対して画素縮
小をして予測下位画像を生成する行列は、下記式（７）
に示すようになる。

【０１０５】

【数１３】

【０１０６】上記行列［ＤＣＴ８］は、８点離散コサイ
ン変換係数であり、動き補償部２２により動き補償がさ
れた予測上位画像に対して、８×８画素単位で離散コサ
イン変換する行列である。その具体的な係数を以下の式
（８）に示す。

【０１０７】

【数１４】

【０１０８】上記行列［低域間引き］は、上記行列［Ｄ
ＣＴ８］を演算した結果得られる８×８の離散コサイン
係数に対して、水平方向及び垂直方向の高域４点の係数
を取り除き、低域成分のみの４×４の離散コサイン係数
を生成する行列である。つまり、高解像度の画像に対応
した８×８の離散コサイン係数を含むＤＣＴブロックに
対して低域成分のみにするため、係数を間引いて、標準
解像度の画像に対応した４×４の離散コサイン係数を含
むＤＣＴブロックに変換する。その具体的な係数を以下
の式（９）に示す。

【０１０９】

【数１５】

【０１１０】上記行列［ＩＤＣＴ４］は、上記行列［低
域間引き］を演算した結果得られる４×４の離散コサイ
ン係数から、４×４の画素を得るための４点逆離散コサ
イン係数である。なお、この行列［ＩＤＣＴ４］は、各
係数に１／√２を乗じて、正規化した行列としている。
その具体的な係数を以下の式（１０）に示す。

【０１１１】

【数１６】

【０１１２】以上のような行列を用いて、高解像度の予
測上位画像を画素縮小することにより、フィールド動き
予測モードにおいて、この予測上位画像を標準解像度画
像に変換した予測下位画像を得ることができる。なお、
これらの行列［ＤＣＴ８］、行列［低域間引き］、行列
［ＩＤＣＴ４］をまとめて、１つの行列［画素縮小］と
することにより、その演算を高速化することができる。

【０１１３】また、フィールドモード用動き補償装置１
８の画素縮小部２３が、動き補償部２２で動き補償をし
た予測上位画像の垂直方向の画素に対して演算する行
列、すなわち、フィールド動き予測モードで動き補償を
行う際に予測上位画像の垂直方向の画素に対して画素縮
小をして予測下位画像を生成する行列は、上記式（７）
と同一である。この垂直方向に対する演算は、各フィー
ルドに対して演算される。すなわち、トップフィールド
とボトムフィールドそれぞれ独立に演算がされる。

【０１１４】また、フレームモード用動き補償装置１９
の画素補間部２１が、フレームメモリ１７が記憶してい
る参照画像データの水平方向の画素に対して演算する行
列、すなわち、フレーム動き予測モードで動き補償を行
う際に参照画像の水平方向の画素に対して画素補間をし
て仮想上位画像を生成する行列は、上記の式（３）と同
一である。

【０１１５】また、フレームモード用動き補償装置１９
の画素補間部２１が、フレームメモリ１７が記憶してい
る参照画像データの垂直方向の画素に対して演算する行
列、すなわち、フレーム動き予測モードで動き補償を行
う際に参照画像の垂直方向の画素に対して画素補間をし
て仮想上位画像を生成する行列は、以下の式（１１）に
示すようになる。

【０１１６】

【数１７】

【０１１７】上記行列［ＤＣＴ２ｆｓ］は、フィールド
分離型の２点離散コサイン変換係数であり、フレームメ
モリ１７に記憶している標準解像度の参照画像に対し
て、トップフィールドとボトムフィールドとの画素をそ
れぞれ分離して、それぞれ独立に２×２画素単位で離散
コサイン変換する行列である。その具体的な係数を以下
の式（１２）に示す。

【０１１８】

【数１８】

【０１１９】上記行列［０ｐａｄ］は、上記行列［ＤＣ
Ｔ４］を演算した結果得られる４×４の離散コサイン係
数に対して、水平方向及び垂直方向の高域４点に０を追
加して、８×８の離散コサイン係数を生成する行列であ
る。つまり、標準解像度の画像に対応した４×４の離散
コサイン係数を含むＤＣＴブロックに対して、高域成分
の係数を補間して、高解像度の画像に対応した８×８の
離散コサイン係数を含むＤＣＴブロックに変換する。そ
の具体的な係数は上述した式（５）と同一である。

【０１２０】上記行列［ＩＤＣＴ４ｆｓ］は、上記行列
［０ｐａｄ］を演算した結果得られる８×８の離散コサ
イン係数から８×８の画素を得るための、フィールド分
離型の４点逆離散コサイン係数である。この行列［ＩＤ
ＣＴ４ｆｓ］は、８×８の離散コサイン係数をトップフ
ィールドとボトムフィールドとに対応させた４×４の係
数に分離して、それぞれ独立に４×４の離散コサイン変
換をする行列である。なお、この行列［ＩＤＣＴ４ｆ
ｓ］は、各係数に√２を乗じて、正規化した行列として
いる。その具体的な係数を以下の式（１３）に示す。

【０１２１】

【数１９】

【０１２２】以上のような行列を用いて、標準解像度の
参照画像を画素補間することにより、フレーム動き予測
モードにおいて、この参照画像を高解像度画像に変換し
た仮想上位画像を得ることができる。そして、動き補償
部２２がこの仮想上位画像に対して動き補償を行うこと
により、予測上位画像が生成される。なお、これらの行
列［ＤＣＴ２ｆｓ］、行列［０ｐａｄ］、行列［ＩＤＣ
Ｔ４ｆｓ］をまとめて、１つの行列［画素補間ｆｓ］と
することにより、その演算を高速化することができる。

【０１２３】また、フレームモード用動き補償装置１９
の画素縮小部２３が、動き補償部２２で動き補償をした
予測上位画像の水平方向の画素に対して演算する行列、
すなわち、フレーム動き予測モードで動き補償を行う際
に予測上位画像の水平方向の画素に対して画素縮小をし
て予測下位画像を生成する行列は、上記式（３）と同一
である。

【０１２４】また、フレームモード用動き補償装置１９
の画素縮小部２３が、動き補償部２２で動き補償をした
予測上位画像の垂直方向の画素に対して演算する行列、
すなわち、フレーム動き予測モードで動き補償を行う際
に予測上位画像の垂直方向の画素に対して画素縮小をし
て予測下位画像を生成する行列は、下記式（１４）に示
すようになる。

【０１２５】

【数２０】

【０１２６】上記行列［ＤＣＴ４ｆｓ］は、フィールド
分離型の４点離散コサイン変換係数であり、動き補償部
２２により動き補償がされた予測上位画像に対して、ト
ップフィールドとボトムフィールドとの画素をそれぞれ
分離して、それぞれ独立に４×４画素単位で離散コサイ
ン変換する行列である。その具体的な係数を以下の式
（１５）に示す。

【０１２７】

【数２１】

【０１２８】上記行列［低域間引き］は、上記行列［Ｄ
ＣＴ４ｆｓ］を演算した結果得られる８×８の離散コサ
イン係数に対して、水平方向及び垂直方向の高域４点の
係数を取り除き、低域成分のみの４×４の離散コサイン
係数を生成する行列である。つまり、高解像度の画像に
対応した８×８の離散コサイン係数を含むＤＣＴブロッ
クに対して低域成分のみにするため、係数を間引いて、
標準解像度の画像に対応した４×４の離散コサイン係数
を含むＤＣＴブロックに変換する。その具体的な係数
は、上述した式（９）と同様である。

【０１２９】上記行列［ＩＤＣＴ２ｆｓ］は、上記行列
［低域間引き］を演算した結果得られる４×４の離散コ
サイン係数から４×４の画素を得るための、フィールド
分離型の４点逆離散コサイン係数である。この行列［Ｉ
ＤＣＴ２ｆｓ］は、４×４の離散コサイン係数をトップ
フィールドとボトムフィールドとに対応させた２×２の
係数に分離して、それぞれ独立に２×２の離散コサイン
変換をする行列である。なお、この行列［ＩＤＣＴ２ｆ
ｓ］は、各係数に１／√２を乗じて、正規化した行列と
している。その具体的な係数を以下の式（１６）に示
す。

【０１３０】

【数２２】

【０１３１】以上のような行列を用いて、高解像度の予
測上位画像を画素縮小することにより、この予測上位画
像を標準解像度画像に変換した予測下位画像を得ること
ができる。なお、これらの行列［ＤＣＴ４ｆｓ］、行列
［低域間引き］、行列［ＩＤＣＴ２ｆｓ］をまとめて、
１つの行列［画素縮小ｆｓ］とすることにより、その演
算を高速化することができる。

【０１３２】以上のように本発明の第１の実施の形態の
画像復号装置１０では、フィールドＤＣＴモードでは、
トップフィールドとボトムフィールドとのそれぞれに４
×４の縮小逆離散コサイン変換を行い標準解像度画像を
復号し、フレームＤＣＴモードでは、フレーム分離をし
て縮小逆離散コサイン変換を行い標準解像度画像を復号
する。この画像復号装置１０では、このようにフィール
ドＤＣＴモードとフレームＤＣＴモードとで異なる処理
を行うため、飛び越し走査画像が有するインタレース性
を損なうことなく、かつ、フィールドＤＣＴモードとフ
レームＤＣＴモードとで復号した画像の位相を同一とす
ることができ、出力する画像の画質を劣化させない。

【０１３３】また、この第１の実施の形態の画像復号装
置１０では、動き補償の際に離散コサイン変換を用いて
画像補間処理を行うことにより、フレームメモリ１７内
でトップフィールドとボトムフィールドとの間で画素間
の位相ずれが生じていても、仮想上位画像ではその位相
ずれが生じない。そのため、位相ずれが生じていない画
像に対して動き補償をすることができ、動き補償に起因
する画質の劣化が生じず、高精度な標準解像度画像を提
供することができる。また、この画像復号装置１０で
は、動き補償の際に離散コサイン変換を用いて画像縮小
処理を行うことにより、フィールドモード用縮小逆離散
コサイン変換装置１４及びフレームモード用縮小逆離散
コサイン変換装置１５が出力する画像の位相と同位相の
画像を出力することができる。そのため、位相ずれが生
じていない画像に対して動き補償をすることができ、動
き補償に起因する画質の劣化が生じず、高精度な標準解
像度画像を提供することができる。

【０１３４】また、この第１の実施の形態の画像復号装
置１０では、動き補償の際の画素補間及び画素縮小の処
理で、離散コサイン変換のポイント数が可逆性を有して
いる。そのため、ハーフバンドフィルタ等を用いて画素
補間を行う場合に比較して、フィルタによる周波数特性
の劣化が低減される。また、参照するフレームの画素が
ＤＣＴブロック内で閉じており、ブロック歪み等の画質
の劣化に繋がらない。

【０１３５】なお、上記画像復号装置１０では、フィー
ルドモード用縮小逆離散コサイン変換装置１４の４×４
の縮小逆離散コサイン変換処理、及び、フレームモード
用縮小逆離散コサイン変換装置１５の上記ステップＳ１
〜ステップＳ６による１ブロック処理による縮小逆離散
コサイン変換処理、及び、フィールドモード用動き補償
装置１８及びフレームモード用動き補償装置１９の離散
コサイン変換処理を、高速アルゴリズムを用いて処理し
てもよい。

【０１３６】例えば、Ｗａｎｇのアルゴリズム（参考文
献：Zhong DE Wang.,"Fast Algorithms for the Discre
te W Transform and for the Discrete Fourier Transf
orm",IEEE Tr.ASSP-32,NO.4,pp.803-816, Aug.1984）を
用いることにより、処理を高速化することができる。

【０１３７】フィールドモード用縮小逆離散コサイン変
換装置１４が演算をする行列を、Ｗａｎｇのアルゴリズ
ムを用いて分解すると、以下の式（１７）に示すように
分解される。

【０１３８】

【数２３】

【０１３９】また、図７にフィールドモード用縮小逆離
散コサイン変換装置１４の処理にＷａｎｇのアルゴリズ
ムを適用した場合の処理フローを示す。この処理フロー
に示すように、第１から第５の乗算器１４ａ〜１４ｅ及
び第１から第９の加算器１４ｆ〜１４ｎを用いて、高速
化を実現することができる。

【０１４０】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置１５が演算をする行列［ＦＳ′］を、Ｗａｎｇのア
ルゴリズムを用いて分解すると、以下の式（１８）に示
すように分解される。

【０１４１】

【数２４】

【０１４２】但し、この式（１８）において、Ａ〜Ｊ
は、以下の通りである。

【０１４３】

【数２５】

【０１４４】また、図８にフレームモード用縮小逆離散
コサイン変換装置１５の処理にＷａｎｇのアルゴリズム
を適用した場合の処理フローを示す。この処理フローに
示すように、第１から第１０の乗算器１５ａ〜１５ｊ及
び第１から第１３の加算器１５ｋ〜１５ｗを用いて、高
速化を実現することができる。

【０１４５】（第２の実施の形態）つぎに、本発明の第
２の実施の形態の画像復号装置について説明する。な
お、この第２の実施の形態の画像復号装置の説明にあた
り、上記第１の画像復号装置１０と同一の構成要素につ
いては図面中に同一の符号を付け、その詳細な説明を省
略する。

【０１４６】図９に示すように、本発明の第２の実施の
形態の画像復号装置３０は、垂直方向の有効ライン数が
例えば１１５２本の高解像度画像をＭＰＥＧ２で画像圧
縮したビットストリームが入力され、この入力されたビ
ットストリームを復号するとともに１／２の解像度に縮
小して、垂直方向の有効ライン数が例えば５７６本の標
準解像度画像を出力する装置である。

【０１４７】この画像復号装置３０は、圧縮された高解
像度画像のビットストリームが供給され、このビットス
トリームを解析するビットストリーム解析装置１１と、
データの発生頻度に応じた符号長を割り当てる可変長符
号化がされた上記ビットストリームを復号する可変長符
号復号装置１２と、ＤＣＴブロックの各係数に量子化ス
テップを掛ける逆量子化装置１３と、フィールドＤＣＴ
モードで離散コサイン変換がされたＤＣＴブロックに対
して縮小逆離散コサイン変換をして標準解像度画像を生
成するフィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン
変換装置３１と、フレームＤＣＴモードで離散コサイン
変換がされたＤＣＴブロックに対して縮小逆離散コサイ
ン変換をして標準解像度画像を生成するフレームモード
用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２と、縮小逆
離散コサイン変換がされた標準解像度画像と動き補償が
された参照画像とを加算する加算装置１６と、参照画像
を一時記憶するフレームメモリ１７と、フレームメモリ
１７が記憶した参照画像にフィールド動き予測モードに
対応した動き補償をするフィールドモード用動き補償装
置３３と、フレームメモリ１７が記憶した参照画像にフ
レーム動き予測モードに対応した動き補償をするフレー
ムモード用動き補償装置３４と、フレームメモリ１７に
記憶した画像に対して、画枠変換をしてモニタ等に表示
するための標準解像度の画像データを出力する画枠変換
装置３５とを備えている。

【０１４８】フィールドモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置３１は、入力されたビットストリームの
マクロブロックが、フィールドＤＣＴモードで離散コサ
イン変換されている場合に用いられる。フィールドモー
ド用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３１は、フィ
ールドＤＣＴモードで離散コサイン変換がされたマクロ
ブロック内の８×８個の係数が示されたＤＣＴブロック
の全ての係数のうち４×８の係数のみに対して、トップ
フィールドとボトムフィールドの垂直方向の画素の位相
ずれを補正した逆離散コサイン変換を行う。すなわち、
水平方向に対して低域の４点の離散コサイン係数に基づ
き逆離散コサイン変換を行い、垂直方向に対して８点の
離散コサイン係数に基づき位相ずれを補正した逆離散コ
サイン変換を行う。具体的には、トップフィールドの垂
直方向の各画素に対しては、１／４画素分の位相補正を
行い、ボトムフィールドの垂直方向の各画素に対して
は、３／４画素分の位相補正を行う。そして、以上のよ
うな縮小逆離散コサイン変換を行うことにより、図１０
に示すような、トップフィールドの各画素の垂直方向の
位相が１／４、９／４・・・となり、ボトムフィールド
の各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／４・・・と
なる標準解像度画像（下位レイヤー）を生成する。

【０１４９】フレームモード用位相補正縮小逆離散コサ
イン変換装置３２は、入力されたビットストリームのマ
クロブロックが、フレームＤＣＴモードで離散コサイン
変換されている場合に用いられる。フレームモード用位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２は、フレームＤ
ＣＴモードで離散コサイン変換がされたマクロブロック
内の８×８個の係数が示されたＤＣＴブロックに対し
て、詳細を後述する１ブロック処理或いは２ブロック処
理により、トップフィールドとボトムフィールドの垂直
方向の画素の位相ずれを補正した縮小逆離散コサイン変
換を行う。そして、フィールドモード用位相補正縮小逆
離散コサイン変換装置３１で生成した標準解像度画像の
画素の位相と同位相の画像を生成する。すなわち、１ブ
ロック処理或いは２ブロック処理で縮小逆離散コサイン
変換を行うことにより、図１０に示すような、トップフ
ィールドの各画素の垂直方向の位相が１／４、９／４・
・・となり、ボトムフィールドの各画素の垂直方向の位
相が５／４、１３／４・・・となる標準解像度画像（下
位レイヤー）を生成する。

【０１５０】フィールドモード用動き補償装置３３は、
マクロブロックの動き予測モードがフィールド動き予測
モードの場合に用いられる。フィールドモード用動き補
償装置３３は、フレームメモリ１７に記憶されている標
準解像度画像の参照画像に対して、直交変換を用いた画
素補間を行い、高解像度画像の解像度と同じ解像度の仮
想上位画像を生成する。そして、この仮想上位画像に対
してフィールド動き予測モードに対応した動き補償を
し、この動き補償をした仮想上位画像を直交変換を用い
た画素縮小を行い、標準解像度の参照画像を生成する。
このフィールドモード用動き補償装置３３により動き補
償がされた参照画像は、加算装置１６に供給され、イン
ター画像に合成される。

【０１５１】フレームモード用動き補償装置３４は、マ
クロブロックの動き予測モードがフレーム動き予測モー
ドの場合に用いられる。フレームモード用動き補償装置
３４は、フレームメモリ１７に記憶されている標準解像
度画像の参照画像に対して、直交変換を用いた画素補間
を行い、高解像度画像の解像度と同じ解像度の仮想上位
画像を生成する。そして、この仮想上位画像に対してフ
ィールド動き予測モードに対応した動き補償をし、この
動き補償をした仮想上位画像を直交変換を用いた画素縮
小を行い、標準解像度の参照画像を生成する。このフレ
ームモード用動き補償装置３４により動き補償がされた
参照画像は、加算装置１６に供給され、インター画像に
合成される。

【０１５２】画枠変換装置３５は、フレームメモリ１７
が記憶した標準解像度の参照画像が供給され、この参照
画像をポストフィルタリングにより、画枠を標準解像度
のテレビジョンの規格に合致するように変換する。すな
わち、画枠変換装置３５は、高解像度のテレビジョン規
格の画枠を、１／４に縮小した標準解像度のテレビジョ
ン規格の画枠に変換する。なお、この画枠変換装置３５
は、フレームメモリ１７に格納されている画像がトップ
フィールドとボトムフィールドとの間に位相ずれが生じ
ていないので、上述した第１の実施の形態の画枠変換・
位相ずれ補正装置２０と異なり、画素の位相ずれの補正
は行わなくて良い。

【０１５３】本発明の第２の実施の形態の画像復号装置
３０では、以上のような構成を有することにより、高解
像度画像をＭＰＥＧ２で画像圧縮したビットストリーム
を、復号するとともに１／２の解像度に縮小して、標準
解像度画像を出力することができる。

【０１５４】つぎに、上記フィールドモード用位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置３１の処理内容について、
さらに詳細に説明する。

【０１５５】フィールドモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置３１には、図１１に示すように、高解像
度画像を圧縮符号化したビットストリームが、１つのＤ
ＣＴブロック単位で入力される。

【０１５６】まず、ステップＳ２１において、この１つ
のＤＣＴブロックの離散コサイン係数ｙ（ＤＣＴブロッ
クの全ての離散コサイン係数のうち垂直方向の係数をｙ
₁〜ｙ₈として図中に示す。）に対して、８×８の逆離散
コサイン変換（ＩＤＣＴ８×８）を行う。逆離散コサイ
ン変換をすることにより、８×８の復号された画素デー
タｘ（ＤＣＴブロックの全ての画素データのうち垂直方
向の画素データをｘ₁〜ｘ₈として図中に示す。）を得る
ことができる。

【０１５７】続いて、ステップＳ２２において、この８
×８の画素データを、４×８の位相補正フィルタ行列に
よりＤＣＴブロック内で閉じた変換を行い、位相補正し
た画素データｘ′（全ての画素データのうち垂直方向の
画素データをｘ′₁，ｘ′₂，ｘ′₃，ｘ′₄として図中に
示す。）を得る。

【０１５８】以上のステップＳ２１〜ステップＳ２２の
処理を行うことにより、フィールドモード用位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置３１では、トップフィールド
とボトムフィールドとの間で、画素の位相ずれがない画
像を生成することができる。

【０１５９】また、フィールドモード用位相補正縮小逆
離散コサイン変換装置３１では、図１２に示すように、
以上の処理を１つの行列（４×８位相補正ＩＤＣＴ行
列）を用いて演算してもよい。

【０１６０】つぎに、上記フィールドモード用位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置３１により演算が行われる
４×８位相補正ＩＤＣＴ行列の設計手順を図１３に示
し、この４×８位相補正ＩＤＣＴ行列について説明す
る。この４×８位相補正ＩＤＣＴ行列は、プロトタイプ
フィルタをポリフェーズ分解して作成される。

【０１６１】ここで、画像復号装置３０では、図１４
（ａ）に示すような周波数特性の高解像度画像を、図１
４（ｂ）に示すような信号帯域がローパスフィルタによ
り半分とされた周波数特性の１／２の解像度の標準解像
度画像に、ダウンデコードする。そのため、プロトタイ
プフィルタに求められる周波数特性は、標準解像度画像
の１／４位相の画素値を得ることができるように、図１
４（ｃ）に示すような４倍のオーバーサンプリングを行
った周波数特性となる。

【０１６２】まず、ステップＳ３１において、ナイキス
ト周波数以下を等間隔に｛（Ｎ−１）／２｝分割し、そ
の周波数サンプルからゲインリストを作成する。例え
ば、図１５に示すように、ナイキスト周波数以下の周波
数を等間隔に（５７−１）／２＝２８分割して、２９個
のゲインリストを作成する。

【０１６３】続いて、ステップＳ３２において、周波数
サンプリング法により、５７個のインパルス応答を作成
する。すなわち、２９個のゲインリストを逆離散フーリ
エ変換して、５７個のＦＩＲフィルタのインパルス応答
を作成する。この５７個のインパルス応答を図１６に示
す。

【０１６４】続いて、ステップＳ３３において、このイ
ンパルス応答に窓関数をかけて、５７タップのフィルタ
係数ｃ１〜ｃ５７を作成する。

【０１６５】このステップＳ３３で作成されたフィルタ
がプロトタイプフィルタとなる。

【０１６６】続いて、ステップＳ３４において、５７個
のフィルタ係数ｃ１〜ｃ５７を有するプロトタイプフィ
ルタをポリフェーズ分解して、１／４位相補正特性を有
する１４個のフィルタ係数ｃ′１〜ｃ′１４のみを取り
出し、ポリフェーズフィルタを作成する。

【０１６７】ここで、ポリフェーズフィルタとは、図１
７に示すように、入力信号をＮ倍にオーバーサンプリン
グし、オーバーサンプリングして得られた信号からＮ画
素間隔で画素を抜き出すポリフェーズ分解を行い、入力
信号と１／Ｎ位相のずれをもった信号を出力するフィル
タである。例えば、入力信号に対して１／４位相ずれた
信号を得るためには、図１８に示すように、入力信号を
４倍にオーバサンプリングして、この信号から１／４位
相ずれた信号を取り出せばよい。

【０１６８】具体的に、５７個の係数を有するプロトタ
イプフィルタｃ１〜ｃ５７から作成された１４個のフィ
ルタ係数ｃ′１〜ｃ′１４は、例えば、以下の式（１
９）で示すような係数となる。

【０１６９】

【数２６】

【０１７０】このようにポリフェーズフィルタを作成し
た後、トップフィールド用の４×８位相補正ＩＤＣＴ行
列と、ボトムフィールド用の４×８位相補正ＩＤＣＴ行
列とで、設計処理が分割する。

【０１７１】まず、トップフィールド用の４×８位相補
正ＩＤＣＴ行列を作成する場合には、ステップＳ３５に
おいて、フィルタ係数が１／４位相補正特性となるよう
に、ポリフェーズ分解された１４個のフィルタ係数ｃ′
１〜ｃ′１４から、群遅延が１／４、９／４、１７／
４、２５／４位相となる８個の係数を取り出し、４×８
位相補正フィルタ行列を作成する。このように作成され
た４×８位相補正フィルタを、図１９に示す。

【０１７２】例えば、上記式（１９）の１４個のフィル
タ係数ｃ′１〜ｃ′１４から、以下の式（２０）で示す
ような係数が取り出される。

【０１７３】

【数２７】

【０１７４】式（２０）の係数から４×８位相補正フィ
ルタ行列を求めると、以下の式（２１）で示すような行
列となる。

【０１７５】

【数２８】

【０１７６】この式（２１）で示した４×８位相補正フ
ィルタ行列を正規化すると、以下の式（２２）に示すよ
うな行列となる。

【０１７７】

【数２９】

【０１７８】そして、ステップＳ３６において、８×８
のＩＤＣＴ行列と、この４×８位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、トップフィールド用の４×８位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を作成する。

【０１７９】８×８のＩＤＣＴ行列と上記式（２２）で
示す４×８の位相補正フィルタとを掛け合わせた４×８
位相補正ＩＤＣＴ行列は、以下の式（２３）に示すよう
な行列となる。

【０１８０】

【数３０】

【０１８１】一方、ボトムフィールド用の４×８位相補
正ＩＤＣＴ行列を作成する場合には、ステップＳ３７に
おいて、フィルタ係数が３／４位相補正特性となるよう
に、ポリフェイズ分解された１４個のフィルタ係数ｃ′
１〜ｃ′１４を、左右反転させる。

【０１８２】続いて、ステップＳ３８において、左右反
転させた１４個のフィルタ係数ｃ′１〜ｃ′１４から、
群遅延が３／４、１１／４、１９／４、２７／４位相と
なる８個の係数を取り出し、４×８位相補正フィルタ行
列を作成する。

【０１８３】そして、ステップＳ３９において、８×８
のＩＤＣＴ行列と、この４×８位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、ボトムフィールド用の４×８位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を作成する。

【０１８４】このようにステップＳ３１〜ステップＳ３
９の各処理を行うことによって、フィールドモード用位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置３１が演算を行う４
×８位相補正ＩＤＣＴ行列を作成することができる。

【０１８５】以上のように、フィールドモード用位相補
正縮小逆離散コサイン変換装置３１では、この４×８位
相補正ＩＤＣＴ行列と、入力されたフィールドＤＣＴモ
ードで離散コサイン変換がされたＤＣＴブロックの係数
とを行列演算することにより、トップフィールドとボト
ムフィールドとの間の位相ずれがない、標準解像度の画
像を復号することができる。すなわち、このフィールド
モード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３１で
は、図１０に示すような、トップフィールドの各画素の
垂直方向の位相が１／４、９／４・・・となり、ボトム
フィールドの各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／
４・・・となる標準解像度画像（下位レイヤー）を生成
することができる。

【０１８６】つぎに、上記フレームモード用位相補正縮
小逆離散コサイン変換装置３２の処理内容について、さ
らに詳細に説明する。

【０１８７】なお、フレームモード用位相補正縮小逆離
散コサイン変換装置３２では、以下に説明する１ブロッ
ク処理及び２ブロック処理のいずれか或いは両者の処理
を行うことができる。必要に応じて、１ブロック処理又
は２ブロック処理を切り換えて用いても良いし、或い
は、いずれか一方の処理のみを行っても良い。

【０１８８】まず、１ブロック処理について説明する。
図２０に、１ブロック処理の内容を説明するための図を
示す。

【０１８９】フレームモード用位相補正縮小逆離散コサ
イン変換装置３２には、図２０に示すように、高解像度
画像を圧縮符号化したビットストリームが、１つのＤＣ
Ｔブロック単位で入力される。

【０１９０】まず、ステップＳ４１において、この１つ
のＤＣＴブロックの離散コサイン係数ｙに対して、８×
８の逆離散コサイン変換を行う。続いて、ステップＳ４
２において、この８×８の画素データをフィールド分離
する。続いて、ステップＳ４３において、フィールド分
離した２つの画素ブロックそれぞれに対して４×４の離
散コサイン変換をする。続いて、ステップＳ４４におい
て、各画素ブロックの離散コサイン係数ｚの高域成分を
間引き、２×２の離散コサイン係数から構成される画素
ブロックとする。以上のステップＳ４１からステップＳ
４４までの処理は、図３に示す１ブロック処理における
ステップＳ１からステップＳ４までの処理と同一であ
る。

【０１９１】続いて、ステップＳ４５において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックに対しては、１／４
画素分の位相補正をする２×４位相補正ＩＤＣＴ行列を
用いて、垂直方向の画素の位相ずれを補正した逆離散コ
サイン変換を行う。また、ボトムフィールドに対応する
画素ブロックに対しては、３／４画素分の位相補正をす
る２×４位相補正ＩＤＣＴ行列を用いて、垂直方向の画
素の位相ずれを補正した逆離散コサイン変換を行う。以
上のような縮小逆離散コサイン変換を行うことにより、
２×２の画素データｘ′（トップフィールドに対応する
画素ブロックの全ての画素データのうち垂直方向の画素
データをｘ′₁，ｘ′₃として図中に示し、また、ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての画素データ
のうち垂直方向の画素データをｘ′₂，ｘ′₄として図中
に示す。）を得ることができる。この画素データｘ′
は、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／
４、９／４となり、ボトムフィールドの各画素の垂直方
向の位相が５／４、１３／４となる標準解像度画像（下
位レイヤー）を生成する。なお、この２×４位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列の設計方法については詳細を後述する。

【０１９２】続いて、ステップＳ４６において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックの画素データとボト
ムフィールドの画像ブロックの画素データとをフレーム
合成する。このステップＳ４６の処理は、図３に示す１
ブロック処理におけるステップＳ６の処理と同一であ
る。

【０１９３】以上のステップＳ４１〜ステップＳ４６の
処理を行うことにより、フレームモード用位相補正縮小
逆離散コサイン変換装置３２では、画素間の位相ずれが
ない画像を生成することができる。また、上記フィール
ドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３１で
復号した画像と位相ずれが生じない画像を生成すること
ができる。

【０１９４】また、フレームモード用位相補正縮小逆離
散コサイン変換装置３２では、以上のステップＳ４１か
らステップＳ４６までの処理を１つの行列を用いて演算
してもよい。

【０１９５】つぎに、フレームモード用位相補正縮小逆
離散コサイン変換装置３２のステップＳ４５で演算が行
われる２×４位相補正ＩＤＣＴ行列の設計手順を図２１
に示し、この２×８位相補正ＩＤＣＴ行列について説明
する。

【０１９６】まず、ステップＳ５１において、ナイキス
ト周波数以下を等間隔に｛（Ｎ−１）／２｝分割し、そ
の周波数サンプルからゲインリストを作成する。例え
ば、図２２に示すように、ナイキスト周波数以下の周波
数を等間隔に（２５−１）／２＝１２分割して、１３個
のゲインリストを作成する。

【０１９７】続いて、ステップＳ５２において、周波数
サンプリング法により、２５個のインパルス応答を作成
する。すなわち、１３個のゲインリストを逆離散フーリ
エ変換して、２５個のＦＩＲフィルタのインパルス応答
を作成する。この２５個のインパルス応答を図２３に示
す。

【０１９８】続いて、ステップＳ５３において、このイ
ンパルス応答に窓関数をかけて、２５タップのフィルタ
係数ｃ１〜ｃ２５を作成する。

【０１９９】このステップＳ５３で作成されたフィルタ
がプロトタイプフィルタとなる。

【０２００】続いて、ステップＳ５４において、２５個
のフィルタ係数ｃ１〜ｃ２５を有するプロトタイプフィ
ルタをポリフェーズ分解して、１／４位相補正特性を有
する６個のフィルタ係数ｃ′１〜ｃ′６のみを取り出
し、ポリフェーズフィルタを作成する。

【０２０１】具体的に、５７個の係数を有するプロトタ
イプフィルタｃ１〜ｃ２５から作成された１４個のフィ
ルタ係数ｃ′１〜ｃ′６は、例えば、以下の式（２４）
で示すような係数となる。

【０２０２】

【数３１】

【０２０３】このようにポリフェーズフィルタを作成し
た後、トップフィールド用の２×４位相補正ＩＤＣＴ行
列と、ボトムフィールド用の２×４位相補正ＩＤＣＴ行
列とで、設計処理が分割する。

【０２０４】まず、トップフィールド用の２×４位相補
正ＩＤＣＴ行列を作成する場合には、ステップＳ５５に
おいて、ポリフェーズ分解された６個のフィルタ係数
ｃ′１〜ｃ′６から、群遅延が１／４、９／４位相とな
るように、それぞれ２個の係数を取り出し、２×４位相
補正フィルタ行列を作成する。このように作成された２
×４位相補正フィルタを、図２４に示す。

【０２０５】例えば、上記式（２４）の６個のフィルタ
係数ｃ′１〜ｃ′６から、以下の式（２５）で示すよう
な係数が取り出される。

【０２０６】

【数３２】

【０２０７】式（２５）の係数から２×４位相補正フィ
ルタ行列を求めると、以下の式（２６）で示すような行
列となる。

【０２０８】

【数３３】

【０２０９】この式（２６）で示した２×４位相補正フ
ィルタ行列を正規化すると、以下の式（２７）に示すよ
うな行列となる。

【０２１０】

【数３４】

【０２１１】そして、ステップＳ５６において、４×４
のＩＤＣＴ行列と、この２×４位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、トップフィールド用の２×４位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を作成する。

【０２１２】２×４のＩＤＣＴ行列と上記式（２７）で
示す２×４の位相補正フィルタとを掛け合わせた２×４
位相補正ＩＤＣＴ行列は、以下の式（２８）に示すよう
な行列となる。

【０２１３】

【数３５】

【０２１４】一方、ボトムフィールド用の２×４位相補
正ＩＤＣＴ行列を作成する場合には、ステップＳ５７に
おいて、フィルタ係数が３／４位相補正特性となるよう
に、ポリフェイズ分解された６個のフィルタ係数ｃ′１
〜ｃ′６を、左右反転させる。

【０２１５】続いて、ステップＳ５８において、左右反
転させた６個のフィルタ係数ｃ′１〜ｃ′６から、群遅
延が３／４、１１／４位相となるように、それぞれ２個
の係数を取り出し、２×４位相補正フィルタ行列を作成
する。

【０２１６】そして、ステップＳ５９において、４×４
のＩＤＣＴ行列と、この２×４位相補正フィルタ行列と
を掛け合わせ、ボトムフィールド用の２×４位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を作成する。

【０２１７】以上のようにステップＳ５１〜ステップＳ
５９の各処理を行うことによって、フレームモード用位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２が上記ステップ
Ｓ４５で演算を行う２×４位相補正ＩＤＣＴ行列を作成
することができる。

【０２１８】つぎに、２ブロック処理について説明す
る。図２５に、２ブロック処理の内容を説明するための
図を示す。

【０２１９】フレームモード用位相補正縮小逆離散コサ
イン変換装置３２には、図２５に示すように、高解像度
画像を圧縮符号化したビットストリームが、２つのＤＣ
Ｔブロック単位で入力される。例えば、マクロブロック
が４つの輝度成分のＤＣＴブロックと２つの色差成分の
ＤＣＴブロックとから構成される場合には、垂直方向に
隣接した２つのＤＣＴブロックが入力される。例えば、
マクロブロックが上述した図５に示すように構成されて
いる場合には、輝度成分（Ｙ）のＤＣＴブロック０とＤ
ＣＴブロック２とが対となって入力され、また、ＤＣＴ
ブロック１とＤＣＴブロック３とが対となって入力され
る。

【０２２０】まず、ステップＳ６１において、２つのＤ
ＣＴブロックの離散コサイン係数ｙに対して、それぞれ
独立に８×８の逆離散コサイン変換を行う。逆離散コサ
イン変換をすることにより、８×８の復号された画素デ
ータｘを得ることができる。続いて、ステップＳ６２に
おいて、２つの８×８の画素データをフィールド分離す
る。続いて、ステップＳ６３において、フィールド分離
した２つの８×８の画素ブロックそれぞれに対して８×
８の離散コサイン変換をする。続いて、ステップＳ６４
において、８×８の離散コサイン変換をして得られたト
ップフィールドに対応する画素ブロックの離散コサイン
係数ｚの高域成分を間引いて、４×４の離散コサイン係
数から構成される画素ブロックとする。また、８×８の
離散コサイン変換をして得られたボトムフィールドに対
応する画素ブロックの離散コサイン係数ｚの高域成分を
間引き、４×４の離散コサイン係数から構成される画素
ブロックとする。

【０２２１】以上のステップＳ６１からステップＳ６４
までの処理は、図４に示す２ブロック処理におけるステ
ップＳ１１からステップＳ１４までの処理と同一であ
る。

【０２２２】続いて、ステップＳ６５において、トップ
フィールドの画素ブロックに対しては、１／４画素分の
位相補正をする４×８位相補正ＩＤＣＴ行列を用いて、
垂直方向の画素の位相ずれを補正した逆離散コサイン変
換を行う。また、ボトムフィールドの画素ブロックに対
しては、３／４画素分の位相補正をする４×８位相補正
ＩＤＣＴ行列を用いて、垂直方向の画素の位相ずれを補
正した逆離散コサイン変換を行う。以上のような縮小逆
離散コサイン変換を行うことにより、４×４の画素デー
タｘ′（トップフィールドに対応する画素ブロックの全
ての画素データのうち垂直方向の画素データをｘ′₁，
ｘ′₃，ｘ′₅，ｘ′₇として図中に示し、また、ボトム
フィールドに対応する画素ブロックの全ての画素データ
のうち垂直方向の画素データをｘ′₂，ｘ′₄，ｘ′₆，
ｘ′₈として図中に示す。）を得ることができる。この
画素データｘ′は、トップフィールドの各画素の垂直方
向の位相が１／４、９／４・・・となり、ボトムフィー
ルドの各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／４・・
・となる標準解像度画像（下位レイヤー）を生成する。
なお、この４×８位相補正ＩＤＣＴ行列の設計方法は、
上述したフィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイ
ン変換装置３１で演算される行列と同一である。

【０２２３】続いて、ステップＳ６６において、トップ
フィールドに対応する画素ブロックの画素データと、ボ
トムフィールドに対応する画素ブロックの画素データと
を、垂直方向に１ラインずつ交互にフレーム合成して、
８×８の画素データから構成される縮小逆離散コサイン
変換をしたＤＣＴブロックを生成する。

【０２２４】以上のステップＳ６１〜ステップＳ６６の
２ブロック処理を行うことにより、フレームモード用位
相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２では、画素間の
位相ずれがない画像を生成することができる。また、上
記フィールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換
装置３１で復号した画像と位相ずれが生じない画像を生
成することができる。

【０２２５】また、フレームモード用位相補正縮小逆離
散コサイン変換装置３２では、以上のステップＳ６１か
らステップＳ６６までの処理を１つの行列を用いて演算
してもよい。

【０２２６】つぎに、上記フィールドモード用動き補償
装置３３及びフレームモード用動き補償装置３４の処理
内容について、さらに詳細に説明する。

【０２２７】フィールドモード用動き補償装置３３及び
フレームモード用動き補償装置３４はともに、図２６に
示すように、フレームメモリ１７が記憶している参照画
像に対して離散コサイン変換を用いた画素補間処理を行
い仮想上位画像を生成する画素補間部３６と、この仮想
上位画像に対して動き補償を行い予測上位画像を生成す
る動き補償部３７と、動き補償がされた予測上位画像を
離散コサイン変換を用いた画素縮小処理を行い予測下位
画像を生成する画素縮小部３８とを有している。

【０２２８】画素補間部３６には、標準解像度の参照画
像データが供給される。この参照画像データは、上記図
１０で示したように、トップフィールドの各画素の垂直
方向の位相が１／４、９／４・・・となり、ボトムフィ
ールドの各画素の垂直方向の位相が５／４、１３／４・
・・となっている。画素補間部３６は、この標準解像度
の参照画像を離散コサイン変換を用いて画素を補間し、
高解像度の画像に変換する。この画素補間部３６により
画素補間がされた画像を仮想上位画像という。

【０２２９】動き補償部３７は、上記画素補間部３６で
画素補間した仮想上位画像に対して、動き補償を行う。
動き補償部３７は、この画像復号装置１０に入力された
ビットストリームに含まれる動きベクトルを用いて１／
２画素精度で動き補償を行う。この動き補償部３７によ
り動き補償がされた高解像度の画像を予測上位画像とい
う。

【０２３０】画素縮小部３８は、上記動き補償部３７に
より動き補償がされた高解像度の予測上位画像を離散コ
サイン変換を用いて画素を縮小し、標準解像度の画像に
変換する。この画素縮小部３８により画素縮小がされた
標準解像度の画像データは、上記図１０で示したよう
な、トップフィールドの各画素の垂直方向の位相が１／
４、９／４・・・となり、ボトムフィールドの各画素の
垂直方向の位相が５／４、１３／４・・・となる。この
画素縮小部３８により画素縮小がされた標準解像度の画
像を予測下位画像という。

【０２３１】このようなフィールドモード用動き補償装
置３３及びフレームモード用動き補償装置３４では、生
成した予測下位画像を加算装置１６に供給される。

【０２３２】以上のような画素補間部３６及び上位画素
縮小部３８の画像補間処理及び画像縮小処理では、それ
ぞれ、フィールド動き予測モード又はフレーム動き予測
モードに対応した行列係数を用いて、処理が行われる。

【０２３３】つぎに、画素補間部３６及び画素縮小部３
８が演算を行う行列係数について説明する。

【０２３４】まず、フィールドモード用動き補償装置３
３の画素補間部３６が、フレームメモリ１７が記憶して
いる参照画像データの水平方向の画素に対して演算する
行列、すなわち、フィールド動き予測モードで動き補償
を行う際に参照画像の水平方向の画素に対して画素補間
をして仮想上位画像を生成する行列は、第１の実施の形
態で説明した式（３）と同一である。

【０２３５】また、フィールドモード用動き補償装置３
３の画像補間部３６が、フレームメモリ１７が記憶して
いる参照画像データの垂直方向の画素に対して演算する
行列、すなわち、フィールド動き予測モードで動き補償
を行う際に参照画像の垂直方向の画素に対して画素補間
をして仮想上位画像を生成する行列は、下記式（２９）
に示すようになる。

【０２３６】

【数３６】

【０２３７】上記行列［位相補正ＤＣＴ４］は、４点離
散コサイン変換係数であり、フレームメモリ１７に記憶
している標準解像度の参照画像に対して、４×４画素単
位で離散コサイン変換する行列である。ここで、画像補
間部３６では、フィールド間の位相ずれを補正するた
め、トップフィールドとボトムフィールドとで、異なる
行列を用いて演算が行われる。トップフィールドに対し
ては、垂直方向の画素の位相を１／４位相補正をする４
点離散コサイン変換係数が用いられ、ボトムフィールド
に対しては、垂直方向の画素の位相を３／４位相補正す
る４点離散コサイン変換係数が用いられる。これらの位
相補正をする［位相補正ＤＣＴ４］の各係数は、８点離
散コサイン変換係数の基底ベクトル上のそれぞれ１／
４、３／４位相係数のうち低域４点の係数が用いられて
いる。その具体的な係数は、トップフィールドに対して
演算される行列の場合、下記式（３０）に示すようにな
り、ボトムフィールドに対して演算される行列の場合、
下記式（３１）に示すようになる。

【０２３８】

【数３７】

【０２３９】

【数３８】

【０２４０】上記行列［０ｐａｄ］は、上記行列［位相
補正ＤＣＴ４］を演算した結果得られる４×４の離散コ
サイン係数に対して、水平方向及び垂直方向の高域４点
に０を追加して、８×８の離散コサイン係数を生成する
行列である。つまり、標準解像度の画像に対応した４×
４の離散コサイン係数を含むＤＣＴブロックに対して、
高域成分の係数を補間して、高解像度の画像に対応した
８×８の離散コサイン係数を含むＤＣＴブロックに変換
する。その具体的な係数は、第１の実施の形態で説明し
た式（５）と同一である。

【０２４１】上記行列［ＩＤＣＴ８］は、上記行列［０
ｐａｄ］を演算した結果得られる８×８の離散コサイン
係数から、８×８の画素を得るための８点逆離散コサイ
ン係数である。なお、この行列［ＩＤＣＴ８］は、各係
数に√２を乗じて、正規化した行列としている。その具
体的な係数は、第１の実施の形態で説明した式（６）と
同一である。

【０２４２】以上のような行列を用いて、標準解像度の
参照画像を画素補間することにより、フィールド動き補
償モードにおいて、この参照画像を高解像度画像に変換
した仮想上位画像を得ることができる。そして、動き補
償部３７がこの仮想上位画像に対して動き補償を行うこ
とにより、予測上位画像が生成される。なお、これらの
行列［位相補正ＤＣＴ４］、行列［０ｐａｄ］、行列
［ＩＤＣＴ８］をまとめて、１つの行列［画素補間］と
することにより、その演算を高速化することができる。

【０２４３】また、フィールドモード用動き補償装置３
３の画素縮小部３８が、動き補償部３７で動き補償をし
た予測上位画像の水平方向の画素に対して演算する行
列、すなわち、フィールド動き予測モードで動き補償を
する際に予測上位画像の水平方向の画素に対して画素縮
小をして予測下位画像を生成する行列は、第１の実施の
形態で説明した式（３）と同一である。

【０２４４】また、フィールドモード用動き補償装置３
３の画素縮小部３８が、動き補償部３７で動き補償をし
た予測上位画像の垂直方向の画素に対して演算する行
列、すなわち、フィールド動き予測モードで動き補償を
する際に予測上位画像の垂直方向の画素に対して画素縮
小をして予測下位画像を生成する行列は、下記式（３
２）に示すようになる。

【０２４５】

【数３９】

【０２４６】上記行列［ＤＣＴ８］は、８点離散コサイ
ン変換係数であり、動き補償部３７により動き補償がさ
れた予測上位画像に対して、８×８画素単位で離散コサ
イン変換する行列である。その具体的な係数は、第１の
実施の形態で説明した式（８）と同一である。

【０２４７】上記行列［低域間引き］は、上記行列［Ｄ
ＣＴ８］を演算した結果得られる８×８の離散コサイン
係数に対して、高域の４点の係数を取り除き、４×４の
離散コサイン係数を生成する行列である。つまり、高解
像度の画像に対応した８×８の離散コサイン係数を含む
ＤＣＴブロックに対して、低域成分のみにするため、係
数を間引いて、標準解像度の画像に対応した４×４の離
散コサイン係数を含むＤＣＴブロックに変換する。その
具体的な係数は、第１の実施の形態で説明した式（９）
と同一である。

【０２４８】上記行列［位相補正ＩＤＣＴ４］は、上記
行列［低域間引き］を演算した結果得られる４×４の離
散コサイン係数から、４×４の画素を得るための４点逆
離散コサイン係数である。ここで、画素縮小部３８で
は、フィールド間の位相ずれを補正するため、トップフ
ィールドとボトムフィールドとで、異なる行列を用いて
演算が行われる。トップフィールドに対しては、垂直方
向の画素の位相を１／４位相補正をする４点逆離散コサ
イン変換係数が用いられ、ボトムフィールドに対して
は、垂直方向の画素の位相を３／４位相補正する４点逆
離散コサイン変換係数が用いられる。これらの位相補正
をする［位相補正ＩＤＣＴ４］の各係数は、８点逆離散
コサイン変換係数の基底ベクトル上のそれぞれ１／４、
３／４位相係数のうち低域４点の係数が用いられてい
る。なお、この行列［ＩＤＣＴ４］は、各係数に１／√
２を乗じて、正規化した行列としている。その具体的な
係数を以下の式（１０）に示す。その具体的な係数は、
トップフィールドに対して演算される行列の場合、下記
式（３３）に示すようになり、ボトムフィールドに対し
て演算される行列の場合、下記式（３４）に示すように
なる。

【０２４９】

【数４０】

【０２５０】

【数４１】

【０２５１】以上のような行列を用いて、高解像度の予
測上位画像を画素縮小することにより、フィールド動き
補償モードにおいて、この予測上位画像を標準解像度画
像に変換した予測下位画像を得ることができる。なお、
これらの行列［ＤＣＴ８］、行列［低域間引き］、行列
［位相補正ＩＤＣＴ４］をまとめて、１つの行列［画素
縮小］とすることにより、その演算を高速化することが
できる。

【０２５２】また、フレームモード用動き補償装置３４
の画素補間部３６が、フレームメモリ１７が記憶してい
る参照画像データの水平方向の画素に対して演算する行
列、すなわち、フレーム動き予測モードで動き補償を行
う際に参照画像の水平方向の画素に対して画素補間をし
て仮想上位画像を生成する行列は、第１の実施の形態で
説明した式（３）と同一である。

【０２５３】また、フレームモード用動き補償装置３４
の画像補間部３６が、フレームメモリ１７が記憶してい
る参照画像データの垂直方向の画素に対して演算する行
列、すなわち、フレーム動き予測モードで動き補償を行
う際に参照画像の垂直方向の画素に対して画素補間をし
て仮想上位画像を生成する行列は、以下の式（３５）に
示すようになる。

【０２５４】

【数４２】

【０２５５】上記行列［位相補正ＤＣＴ２ｆｓ］は、フ
ィールド分離型の２点離散コサイン変換係数であり、フ
レームメモリ１７に記憶している標準解像度の参照画像
に対して、トップフィールドとボトムフィールドとの画
素をそれぞれ分離して、それぞれ独立に２×２画素単位
で離散コサイン変換する行列である。画素補間部３６で
は、フィールド間の位相ずれを補正するため、分離した
トップフィールドに対しては、垂直方向の画素の位相を
１／４位相補正をし、ボトムフィールドに対しては、垂
直方向の画素の位相を３／４位相補正する。これらの位
相補正をする［位相補正ＤＣＴ２ｆｓ］の各係数は、４
点離散コサイン変換係数の基底ベクトル上のそれぞれ１
／４、３／４位相係数のうち低域２点の係数が用いられ
ている。その具体的な係数を以下の式（３６）に示す。

【０２５６】

【数４３】

【０２５７】上記行列［０ｐａｄ］は、上記行列［位相
補正ＤＣＴ４］を演算した結果得られる４×４の離散コ
サイン係数に対して、水平方向及び垂直方向の高域４点
に０を追加して、８×８の離散コサイン係数を生成する
行列である。つまり、標準解像度の画像に対応した４×
４の離散コサイン係数を含むＤＣＴブロックに対して、
高域成分の係数を補間して、高解像度の画像に対応した
８×８の離散コサイン係数を含むＤＣＴブロックに変換
する。その具体的な係数は、第１の実施の形態で説明し
た式（５）と同一である。

【０２５８】上記行列［ＩＤＣＴ４ｆｓ］は、上記行列
［０ｐａｄ］を演算した結果得られる８×８の離散コサ
イン係数から８×８の画素を得るための、フィールド分
離型の４点逆離散コサイン係数である。この行列［ＩＤ
ＣＴ４ｆｓ］は、８×８の離散コサイン係数をトップフ
ィールドとボトムフィールドとに対応させた４×４の係
数に分離して、それぞれ独立に４×４の離散コサイン変
換をする行列である。なお、この行列［ＩＤＣＴ４ｆ
ｓ］は、各係数に√２を乗じて、正規化した行列として
いる。その具体的な係数は、第１の実施の形態で説明し
た式（１３）と同一である。

【０２５９】以上のような行列を用いて、標準解像度の
参照画像を画素補間することにより、フレーム動き補償
モードにおいて、この参照画像を高解像度画像に変換し
た仮想上位画像を得ることができる。そして、動き補償
部３７がこの仮想上位画像に対して動き補償を行うこと
により、予測上位画像が生成される。なお、これらの行
列［位相補正ＤＣＴ２ｆｓ］、行列［０ｐａｄ］、行列
［ＩＤＣＴ４ｆｓ］をまとめて、１つの行列［画素補間
ｆｓ］とすることにより、その演算を高速化することが
できる。

【０２６０】また、フレームモード用動き補償装置３４
の画素縮小部３８が、動き補償部３７で動き補償をした
予測上位画像の水平方向の画素に対して演算する行列、
すなわち、フレーム動き予測モードで動き補償をする際
に予測上位画像の水平方向の画素に対して画素縮小をし
て予測下位画像を生成する行列は、第１の実施の形態で
説明した式（３）と同一である。

【０２６１】また、フレームモード用動き補償装置３４
の画素縮小部３８が、動き補償部３７で動き補償をした
予測上位画像の垂直方向の画素に対して演算する行列、
すなわち、フレーム動き予測モードで動き補償をする際
に予測上位画像の垂直方向の画素に対して画素縮小をし
て予測下位画像を生成する行列は、下記式（３７）に示
すようになる。

【０２６２】

【数４４】

【０２６３】上記行列［ＤＣＴ４ｆｓ］は、フィールド
分離型の４点離散コサイン変換係数であり、動き補償部
３７により動き補償がされた予測上位画像に対して、ト
ップフィールドとボトムフィールドとの画素をそれぞれ
分離して、それぞれ独立に４×４画素単位で離散コサイ
ン変換する行列である。その具体的な係数は、第１の実
施の形態の以下の式（１５）と同一である。

【０２６４】上記行列［低域間引き］は、上記行列［Ｄ
ＣＴ４ｆｓ］を演算した結果得られる８×８の離散コサ
イン係数に対して、高域の４点の係数を取り除き、４×
４の離散コサイン係数を生成する行列である。つまり、
高解像度の画像に対応した８×８の離散コサイン係数を
含むＤＣＴブロックに対して、低域成分のみにするため
係数を間引いて、標準解像度の画像に対応した４×４の
離散コサイン係数を含むＤＣＴブロックに変換する。そ
の具体的な係数は、第１の実施の形態で説明した式
（９）と同一である。

【０２６５】上記行列［位相補正ＩＤＣＴ２ｆｓ］は、
上記行列［低域間引き］を演算した結果得られる４×４
の離散コサイン係数から４×４の画素を得るための、フ
ィールド分離型の４点逆離散コサイン係数である。この
行列［位相補正ＩＤＣＴ２ｆｓ］は、４×４の離散コサ
イン係数をトップフィールドとボトムフィールドとに対
応させた２×２の係数に分離して、それぞれ独立に２×
２の離散コサイン変換をする行列である。画素縮小部３
８では、フィールド間の位相ずれを補正するため、分離
したトップフィールドに対しては、垂直方向の画素の位
相を１／４位相補正をし、ボトムフィールドに対して
は、垂直方向の画素の位相を３／４位相補正する。これ
らの位相補正をする［位相補正ＩＤＣＴ２ｆｓ］の各係
数は、４点逆離散コサイン変換係数の基底ベクトル上の
それぞれ１／４、３／４位相係数のうち低域２点の係数
が用いられている。なお、この行列［ＩＤＣＴ２ｆｓ］
は、各係数に１／√２を乗じて、正規化した行列として
いる。その具体的な係数を以下の式（３８）に示す。

【０２６６】

【数４５】

【０２６７】以上のような行列を用いて、高解像度の予
測上位画像を画素縮小することにより、フレーム動き補
償モードにおいて、この予測上位画像を標準解像度画像
に変換した予測下位画像を得ることができる。なお、こ
れらの行列［ＤＣＴ４ｆｓ］行列［低域間引き］、行列
［ＩＤＣＴ２ｆｓ］をまとめて、１つの行列［画素縮小
ｆｓ］とすることにより、その演算を高速化することが
できる。

【０２６８】以上のように本発明の第２の実施の形態の
画像復号装置３０では、フィールドＤＣＴモードでは、
トップフィールドとボトムフィールドとのそれぞれに４
×４の縮小逆離散コサイン変換を行うとともに位相補正
をして標準解像度画像を復号し、フレームＤＣＴモード
では、フレーム分離をして縮小逆離散コサイン変換を行
うとともに位相補正をして標準解像度画像を復号する。
この画像復号装置３０では、このようにフィールドＤＣ
ＴモードとフレームＤＣＴモードとでそれぞれで処理を
行うため飛び越し走査画像が有するインタレース性を損
なうことなく、かつ、縮小逆離散コサイン変換を行うと
きに生じるトップフィールドとボトムフィールドとの間
の位相ずれをなくし、出力する画像の画質を劣化させな
い。即ち、この画像復号装置３０では、フレームメモリ
１７に格納された復号画像を出力する際に、位相補正を
する必要が無く、処理が簡易化するとともに画質の劣化
を生じさせない。

【０２６９】また、この第２の実施の形態の画像復号装
置３０では、動き補償の際に離散コサイン変換を用いて
画像補間処理を行うことにより、仮想上位画像の画素に
位相ずれが生じない。そのため、位相ずれが生じていな
い画像に対して動き補償をすることができ、動き補償に
起因する画質の劣化が生じず、高精度な標準解像度画像
を提供することができる。また、この画像復号装置３０
では、動き補償の際に離散コサイン変換を用いて画像縮
小処理を行うことにより、フィールドモード用位相補正
縮小逆離散コサイン変換装置３１及びフレームモード用
位相補正縮小逆離散コサイン変換装置３２が出力する画
像の位相と同位相の画像を出力することができる。その
ため、位相ずれが生じていない画像に対して動き補償を
することができ、動き補償に起因する画質の劣化が生じ
ず、高精度な標準解像度画像を提供することができる。

【０２７０】また、この第２の実施の形態の画像復号装
置３０では、動き補償の際の画素補間及び画素縮小の処
理で、離散コサイン変換のポイント数が可逆である。そ
のため、ハーフバンドフィルタ等を用いて画素補間を行
う場合に比較して、フィルタによる周波数特性の劣化が
低減される。また、ＤＣＴブロック内で参照するフレー
ムの画素が閉じており、ブロック歪み等の画質の劣化に
繋がらない。

【０２７１】なお、上記画像復号装置３０では、フィー
ルドモード用動き補償装置３３及びフレームモード用動
き補償装置３４の離散コサイン変換処理を、高速アルゴ
リズムを用いて処理してもよい。

【０２７２】以上本発明の第１及び第２の実施の形態の
画像復号装置について説明したが、本発明で処理される
データは、ＭＰＥＧ２方式の画像データに限られない。
すなわち、所定の画素ブロック単位で動き予測をするこ
とによる予測符号化、及び、所定の画素ブロック単位で
直交変換することによる圧縮符号化をした第１の解像度
の圧縮画像データであればどのようなデータであっても
よい。例えば、ウェーブレット方式等を用いた圧縮画像
データであってもよい。

【０２７３】

【発明の効果】本発明では、フレーム直交変換モードに
より直交変換がされた直交変換ブロックの全周波数成分
の係数に対して逆直交変換をして飛び越し走査に対応し
た２つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画素ブ
ロックに対してそれぞれ直交変換をして低周波成分の係
数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした２つの画
素ブロックを合成する。

【０２７４】このことにより、本発明では、復号に必要
な演算量及び記憶容量を少なくすることができるととも
に、飛び越し走査画像が有するインタレース性を損なう
ことなくフィールド直交変換モードとフレーム直交変換
モードとによる画素の位相ずれをなくすことができる。
また、第２の解像度の動画像データの画質を向上させる
ことができる。

【０２７５】また、この本発明では、記憶している参照
画像データに対して直交変換を用いた画素補間をして第
１の解像度の仮想上位画像データを生成して動き補償を
し、動き補償をした仮想上位画像データに対して直交変
換を用いた画素縮小をして圧縮画像データに加算する参
照画像データを生成する。

【０２７６】このことにより、本発明では、動き補償に
起因する画質の劣化を低減することができる。

【０２７７】本発明では、フィールド直交変換モードに
より直交変換がされた直交変換ブロックの各係数のうち
低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換
をして得られたトップフィールドの各画素の垂直方向に
対して１／４画素分の位相補正をし、逆直交変換をして
得られたボトムフィールドの各画素の垂直方向に対して
３／４画素分の位相補正をし、フレーム直交変換モード
により直交変換がされた直交変換ブロックの全周波数成
分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした直
交変換ブロックを飛び越し走査に対応した２つの画素ブ
ロックに分離し、分離した２つの画素ブロックに対して
それぞれ直交変換をし、直交変換をした２つの画素ブロ
ックの各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変
換をし、逆直交変換をして得られたトップフィールドの
各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位相補正を
し、逆直交変換をして得られたボトムフィールドの各画
素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正をし、位
相補正をしたトップフィールドとボトムフィールドとを
合成する。

【０２７８】このことにより、本発明では、復号に必要
な演算量及び記憶容量を少なくすることができるととも
に、飛び越し走査画像が有するインタレース性を損なう
ことなく、出力する第２の解像度の動画像データの画素
の位相ずれをなくすことができる。すなわち、出力した
動画像データをフィルタ処理することなく、表示するこ
とができる。また、第２の解像度の動画像データの画質
を向上させることができる。

【０２７９】また、この本発明では、記憶している参照
画像データのトップフィールドの垂直方向の画素に対し
て１／４画素分の位相補正をし、ボトムフィールドの垂
直方向の画素に対して３／４画素分の位相補正をした画
素補間をして第１の解像度の仮想上位画像データを生成
し、トップフィールドの垂直方向の画素に対して１／４
画素分の位相補正をし、ボトムフィールドの垂直方向の
画素に対して３／４画素分の位相補正をする画素縮小を
して圧縮画像データに加算する参照画像データを生成す
る。

【０２８０】このことにより、本発明では、動き補償に
起因する画質の劣化を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の画像復号装置のブ
ロック図である。

【図２】上記第１の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムメモリに格納される参照画像の垂直方向の画素の位相
を説明するための図である。

【図３】上記第１の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムモード用縮小逆離散コサイン変換装置の１ブロック処
理の内容を説明するための図である。

【図４】上記第１の実施の形態の画像復号装置のフレー
ムモード用縮小逆離散コサイン変換装置の２ブロック処
理の内容を説明するための図である。

【図５】４２０フォーマットのマクロブロック内の輝度
成分及び色差成分のＤＣＴブロックについて説明をする
図である。

【図６】上記第１の実施の形態の画像復号装置のフィー
ルドモード用動き補償装置及びフレームモード用動き補
償装置のブロック図である。

【図７】Ｗａｎｇのアルゴリズムを上記第１の実施の形
態の画像復号装置のフィールドモード用縮小逆離散コサ
イン変換装置の処理に適用した場合の演算フローを示す
図である。

【図８】Ｗａｎｇのアルゴリズムを上記第１の実施の形
態の画像復号装置のフレームモード用縮小逆離散コサイ
ン変換装置の１ブロック処理に適用した場合の演算フロ
ーを示す図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態の画像復号装置のブ
ロック図である。

【図１０】上記第２の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームメモリに格納される参照画像の垂直方向の画素の位
相を説明するための図である。

【図１１】上記第２の実施の形態の画像復号装置のフィ
ールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の
処理内容を説明するための図である。

【図１２】１つの行列により処理を行う場合の上記フィ
ールドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の
処理内容を説明するための図である。

【図１３】上記フィールドモード用位相補正縮小逆離散
コサイン変換装置により演算が行われる４×８位相補正
ＩＤＣＴ行列の設計手順を説明するためのフローチャー
トである。

【図１４】上記４×８位相補正ＩＤＣＴ行列の設計に必
要となるプロトタイプフィルタの周波数特性を説明する
ための図である。

【図１５】ナイキスト周波数以下を等間隔に｛（Ｎ−
１）／２｝分割し、その周波数サンプルから作成された
ゲインのリストを説明するための図である。

【図１６】上記ゲインリストを逆離散フーリエ変換して
作成されたインパルス応答を説明するための図である。

【図１７】ポリフェイズフィルタを説明するための図で
ある。

【図１８】入力信号に対して１／４位相ずれた信号を出
力するポリフェイズフィルタを説明するための図であ
る。

【図１９】上記フィールドモード用位相補正縮小逆離散
コサイン変換装置により演算が行われる４×８位相補正
ＩＤＣＴ行列を説明するための図である。

【図２０】上記第２の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の１
ブロック処理の内容を説明するための図である。

【図２１】フレームモード用位相補正縮小逆離散コサイ
ン変換装置により演算が行われる２×４位相補正ＩＤＣ
Ｔ行列の設計手順を説明するためのフローチャートであ
る。

【図２２】ナイキスト周波数以下を等間隔に｛（Ｎ−
１）／２｝分割し、その周波数サンプルから作成された
ゲインのリストを説明するための図である。

【図２３】上記ゲインリストを逆離散フーリエ変換して
作成されたインパルス応答を説明するための図である。

【図２４】上記フレームモード用位相補正縮小逆離散コ
サイン変換装置により演算が行われる２×４位相補正Ｉ
ＤＣＴ行列を説明するための図である。

【図２５】上記第２の実施の形態の画像復号装置のフレ
ームモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置の２
ブロック処理の内容を説明するための図である。

【図２６】上記第２の実施の形態の画像復号装置のフィ
ールドモード用動き補償装置及びフレームモード用動き
補償装置のブロック図である。

【図２７】従来の第１のダウンデコーダを示すブロック
図である。

【図２８】従来の第２のダウンデコーダを示すブロック
図である。

【図２９】従来の第３のダウンデコーダを示すブロック
図である。

【図３０】従来の画像復号装置のブロック図である。

【図３１】上記従来の画像復号装置のフィールドＤＣＴ
モードにおける縮小逆離散コサイン変換処理を説明する
ための図である。

【図３２】上記従来の画像復号装置のフィールドＤＣＴ
モードにおける縮小逆離散コサイン変換処理を説明する
ための図である。

【図３３】上記従来の画像復号装置のフィールド動き予
測モードにおける線形補間処理を説明するための図であ
る。

【図３４】上記従来の画像復号装置のフレーム動き予測
モードにおける線形補間処理を説明するための図であ
る。

【図３５】上記従来の画像復号装置のフィールドＤＣＴ
モードの結果得られる画素の位相を説明するための図で
ある。

【図３６】上記従来の画像復号装置のフレームＤＣＴモ
ードの結果得られる画素の位相を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０，３０ 画像復号装置、１４ フィールドモード用
縮小逆離散コサイン変換装置、１５ フレームモード用
縮小逆離散コサイン変換装置、１６ 加算装置、１７
フレームメモリ、１８，３３ フィールドモード用動き
補償装置、１９，３４ フレームモード用動き補償装
置、２０ 画枠変換・位相ずれ補正装置、３１ フィー
ルドモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換装置、３
２ フレームモード用位相補正縮小逆離散コサイン変換
装置、３５ 画枠変換装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 数史 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 三橋 聡 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 五関 正三 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 柳原 尚史 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 KK01 KK37 KK38 LA05 LB05 LB18 MA03 MA05 MA23 MC26 NN14 NN28 PP04 TA09 TB07 TC24 UA02 UA05 UA33 5C076 AA12 AA22 BA06 BA09 BB06 BB22 CB04

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の画素ブロック（マクロブロック）
   単位で動き予測をすることによる予測符号化、及び、所
   定の画素ブロック（直交変換ブロック）単位で直交変換
   をすることによる圧縮符号化をした第１の解像度の圧縮
   画像データから、上記第１の解像度より低い第２の解像
   度の動画像データを復号する画像復号装置において、 飛び越し走査に対応した直交変換方式（フィールド直交
   変換モード）により直交変換がされた上記圧縮画像デー
   タの直交変換ブロックに対して、逆直交変換をする第１
   の逆直交変換手段と、 順次走査に対応した直交変換方式（フレーム直交変換モ
   ード）により直交変換がされた上記圧縮画像データの直
   交変換ブロックに対して、逆直交変換をする第２の逆直
   交変換手段と、 上記第１の逆直交変換手段又は上記第２の逆直交変換手
   段により逆直交変換がされた圧縮画像データと動き補償
   がされた参照画像データとを加算して、第２の解像度の
   動画像データを出力する加算手段と、 上記加算手段から出力される動画像データを参照画像デ
   ータとして記憶する記憶手段と、 飛び越し走査に対応した動き予測方式（フィールド動き
   予測モード）により動き予測がされた参照画像データの
   マクロブロックに対して動き補償をする第１の動き補償
   手段と、 順次走査に対応した動き予測方式（フレーム動き予測モ
   ード）により動き予測がされた参照画像データのマクロ
   ブロックに対して動き補償をする第２の動き補償手段と
   を備え、 上記第１の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   各係数のうち低周波成分の係数に対して逆直交変換を
   し、 上記第２の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
   換をした直交変換ブロックの各画素を飛び越し走査に対
   応した２つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画
   素ブロックに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換を
   した２つの画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係
   数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をした２つの画
   素ブロックを合成して直交変換ブロックを生成し、 上記第１の動き補償手段と上記第２の動き補償手段は、
   記憶している参照画像データに対して直交変換を用いた
   画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像データを生
   成して動き補償をし、動き補償をした仮想上位画像デー
   タに対して直交変換を用いた画素縮小をして圧縮画像デ
   ータに加算する参照画像データを生成することを特徴と
   する画像復号装置。
2. 【請求項２】 上記第１の動き補償手段は、記憶してい
   る参照画像データのマクロブロック内の直交変換ブロッ
   クに対して直交変換をし、直交変換をした直交変換ブロ
   ックに対して高周波成分の係数を追加し、高周波成分を
   追加した直交変換ブロックに対して逆直交変換をするこ
   とにより画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像デ
   ータを生成し、動き補償をした仮想上位画像の直交変換
   ブロックに対して直交変換をし、直交変換をした直交変
   換ブロックの高周波成分を間引き、高周波成分を間引い
   た直交変換ブロックに対して逆直交変換をすることによ
   り画素縮小をして参照画像データを生成することを特徴
   とする請求項１に記載の画像復号装置。
3. 【請求項３】 上記第２の動き補償手段は、記憶してい
   る参照画像データのマクロブロック内の直交変換ブロッ
   クの水平方向の画素に対して直交変換をし、直交変換を
   した直交変換ブロックに対して高周波成分の係数を追加
   し、高周波成分を追加した直交変換ブロックに対して逆
   直交変換をすることにより画素補間をして第１の解像度
   の仮想上位画像データを生成し、動き補償をした仮想上
   位画像の直交変換ブロックに対して直交変換をし、直交
   変換をした直交変換ブロックの高周波周波成分を間引
   き、高周波成分を間引いた直交変換ブロックに対して逆
   直交変換をすることにより画素縮小をして参照画像デー
   タを生成することを特徴とする請求項１に記載の画像復
   号装置。
4. 【請求項４】 上記第２の動き補償手段は、記憶してい
   る参照画像データのマクロブロック内の直交変換ブロッ
   クの垂直方向の画素に対して飛び越し走査に応じた２つ
   の画素ブロックに分離した直交変換をし、直交変換をし
   た直交変換ブロックに対して高周波成分の係数を追加
   し、高周波成分を追加した直交変換ブロックに対して飛
   び越し走査に応じた２つの画素ブロックに分離した逆直
   交変換をすることにより画素補間をして第１の解像度の
   仮想上位画像データを生成し、動き補償をした仮想上位
   画像の直交変換ブロックに対して飛び越し走査に応じた
   ２つの画素ブロックに分離した直交変換をし、直交変換
   をした直交変換ブロックの高周波成分を間引き、高周波
   成分を間引いた直交変換ブロックに対して飛び越し走査
   に応じた２つの画素ブロックに分離した逆直交変換をす
   ることにより画素縮小をして参照画像データを生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
5. 【請求項５】 上記第１の動き補償手段と上記第２の動
   き補償手段は、記憶している参照画像データのマクロブ
   ロック内の直交変換ブロックの各係数の行列と１つの行
   列とを演算して画素補間をし、動き補償をした仮想上位
   画像の画素の行列と１つの行列とを演算して画素縮小を
   することを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
6. 【請求項６】 上記第１の動き補償手段と上記第２の動
   き補償手段は、記憶している参照画像データのマクロブ
   ロック内の直交変換ブロックの各係数の行列と高速アル
   ゴリズムに基づく行列とを演算して画素補間をし、動き
   補償をした仮想上位画像の画素の行列と高速アルゴリズ
   ムに基づく行列とを演算して画素縮小をすることを特徴
   とする請求項５に記載の画像復号装置。
7. 【請求項７】 上記第１の逆直交変換手段は、上記直交
   変換ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対して
   逆直交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフィ
   ールドの各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位相
   補正をし、逆直交変換をして得られたボトムフィールド
   の各画素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正を
   し、 上記第２の逆直交変換手段は、上記直交変換ブロックの
   全周波数成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
   換をした直交変換ブロックを飛び越し走査に対応した２
   つの画素ブロックに分離し、分離した２つの画素ブロッ
   クに対してそれぞれ直交変換をし、直交変換をした２つ
   の画素ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対し
   て逆直交変換をし、逆直交変換をして得られたトップフ
   ィールドの各画素の垂直方向に対して１／４画素分の位
   相補正をし、逆直交変換をして得られたボトムフィール
   ドの各画素の垂直方向に対して３／４画素分の位相補正
   をし、位相補正をしたトップフィールドとボトムフィー
   ルドとを合成し、 上記第１の動き補償手段と上記第２の動き補償手段は、
   記憶している参照画像データのトップフィールドの垂直
   方向の画素に対して１／４画素分の位相補正をし、ボト
   ムフィールドの垂直方向の画素に対して３／４画素分の
   位相補正をした画素補間をして第１の解像度の仮想上位
   画像データを生成し、トップフィールドの垂直方向の画
   素に対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフィー
   ルドの垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相補正
   をする画素縮小をして圧縮画像データに加算する参照画
   像データを生成することを特徴とする請求項１に記載の
   画像復号装置。
8. 【請求項８】 上記第１の動き補償手段と第２の動き補
   償手段は、記憶している参照画像データのマクロブロッ
   ク内の直交変換ブロックの水平方向の画素に対して直交
   変換をし、直交変換をした直交変換ブロックに対して高
   周波成分の係数を追加し、高周波成分を追加した直交変
   換ブロックに対して逆直交変換をすることにより画素補
   間をして第１の解像度の仮想上位画像データを生成し、
   動き補償をした仮想上位画像の直交変換ブロックに対し
   て直交変換をし、直交変換をした直交変換ブロックの高
   周波成分を間引き、高周波成分を間引いた直交変換ブロ
   ックに対して逆直交変換をすることにより画素縮小をし
   て参照画像データを生成することを特徴とする請求項７
   に記載の画像復号装置。
9. 【請求項９】 上記第１の動き補償手段は、記憶してい
   る参照画像データのマクロブロック内の直交変換ブロッ
   クのトップフィールドの垂直方向の画素に対して１／４
   画素分の位相補正をし、ボトムフィールドの垂直方向の
   画素に対して３／４画素分の位相補正をし、位相補正を
   した直交変換ブロックに対して直交変換をし、直交変換
   をした直交変換ブロックに対して高周波成分の係数を追
   加し、高周波成分を追加した直交変換ブロックに対して
   逆直交変換をすることにより画素補間をして第１の解像
   度の仮想上位画像データを生成し、動き補償をした仮想
   上位画像の直交変換ブロックに対して直交変換をし、直
   交変換をした直交変換ブロックの高周波成分を間引き、
   高周波成分を間引いた直交変換ブロックに対して逆直交
   変換をし、逆直交変換をした直交変換ブロックのトップ
   フィールドの垂直方向の画素に対して１／４画素分の位
   相補正をし、ボトムフィールドの垂直方向の画素に対し
   て３／４画素分の位相補正をすることにより画素縮小を
   して参照画像データを生成することを特徴とする請求項
   ７に記載の画像復号装置。
10. 【請求項１０】 上記第２の動き補償手段は、記憶して
    いる参照画像データのマクロブロック内の直交変換ブロ
    ックのトップフィールドの垂直方向の画素に対して１／
    ４画素分の位相補正をし、ボトムフィールドの垂直方向
    の画素に対して３／４画素分の位相補正をし、位相補正
    をした直交変換ブロックに対して飛び越し走査に応じた
    ２つの画素ブロックに分離した直交変換をし、直交変換
    をした直交変換ブロックに対して高周波成分の係数を追
    加し、高周波成分を追加した直交変換ブロックに対して
    飛び越し走査に応じた２つの画素ブロックに分離した逆
    直交変換をすることにより画素補間をして第１の解像度
    の仮想上位画像データを生成し、動き補償をした仮想上
    位画像の直交変換ブロックに対して飛び越し走査に応じ
    た２つの画素ブロックに分離した直交変換をし、直交変
    換をした直交変換ブロックの高周波成分を間引き、高周
    波成分を間引いた直交変換ブロックに対して飛び越し走
    査に応じた２つの画素ブロックに分離した逆直交変換を
    し、逆直交変換をした直交変換ブロックのトップフィー
    ルドの垂直方向の画素に対して１／４画素分の位相補正
    をし、ボトムフィールドの垂直方向の画素に対して３／
    ４画素分の位相補正をすることにより画素縮小をして参
    照画像データを生成することを特徴とする請求項７に記
    載の画像復号装置。
11. 【請求項１１】 上記第１の動き補償手段と上記第２の
    動き補償手段は、記憶している参照画像データのマクロ
    ブロック内の直交変換ブロックの各係数の行列と１つの
    行列とを演算して画素補間をし、動き補償をした仮想上
    位画像の画素の行列と１つの行列とを演算して画素縮小
    をすることを特徴とする請求項７に記載の画像復号装
    置。
12. 【請求項１２】 上記第１の動き補償手段と上記第２の
    動き補償手段は、記憶している参照画像データのマクロ
    ブロック内の直交変換ブロックの各係数の行列と高速ア
    ルゴリズムに基づく行列とを演算して画素補間をし、動
    き補償をした仮想上位画像の画素の行列と高速アルゴリ
    ズムに基づく行列とを演算して画素縮小をすることを特
    徴とする請求項１１に記載の画像復号装置。
13. 【請求項１３】 所定の画素ブロック（マクロブロッ
    ク）単位で動き予測をすることによる予測符号化、及
    び、所定の画素ブロック（直交変換ブロック）単位で直
    交変換をすることによる圧縮符号化をした第１の解像度
    の圧縮画像データから、上記第１の解像度より低い第２
    の解像度の動画像データを復号する画像復号方法におい
    て、 飛び越し走査に対応した直交変換方式（フィールド直交
    変換モード）により直交変換がされた上記圧縮画像デー
    タの直交変換ブロックに対して、逆直交変換をし、 順次走査に対応した直交変換方式（フレーム直交変換モ
    ード）により直交変換がされた上記圧縮画像データの直
    交変換ブロックに対して、逆直交変換をし、 逆直交変換がされた圧縮画像データと動き補償がされた
    参照画像データとを加算し、 加算して得られた動画像データを参照画像データとして
    記憶し、 飛び越し走査に対応した動き予測方式（フィールド動き
    予測モード）により動き予測がされた記憶している参照
    画像データのマクロブロックに対して動き補償をし、 順次走査に対応した動き予測方式（フレーム動き予測モ
    ード）により動き予測がされた記憶している参照画像デ
    ータのマクロブロックに対して動き補償をし、 フィールド直交変換モードにより直交変換がされた上記
    直交変換ブロックの各係数のうち低周波成分の係数に対
    して逆直交変換をし、 フレーム直交変換モードにより直交変換がされた上記直
    交変換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変
    換をし、逆直交変換をした直交変換ブロックの各画素を
    飛び越し走査に対応した２つの画素ブロックに分離し、
    分離した２つの画素ブロックに対してそれぞれ直交変換
    をし、直交変換をした２つの画素ブロックの各係数のう
    ち低周波成分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変
    換をした２つの画素ブロックを合成して直交変換ブロッ
    クを生成し、 記憶している参照画像データに対して直交変換を用いた
    画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像データを生
    成して動き補償をし、動き補償をした仮想上位画像デー
    タに対して直交変換を用いた画素縮小をして圧縮画像デ
    ータに加算する参照画像データを生成することを特徴と
    する画像復号方法。
14. 【請求項１４】 フィールド動き予測モードにより動き
    予測がされた記憶している参照画像データのマクロブロ
    ック内の直交変換ブロックに対して直交変換をし、直交
    変換をした直交変換ブロックに対して高周波成分の係数
    を追加し、高周波成分を追加した直交変換ブロックに対
    して逆直交変換をすることにより画素補間をして第１の
    解像度の仮想上位画像データを生成し、動き補償をした
    仮想上位画像の直交変換ブロックに対して直交変換を
    し、直交変換をした直交変換ブロックの高周波成分を間
    引き、高周波成分を間引いた直交変換ブロックに対して
    逆直交変換をすることにより画素縮小をして参照画像デ
    ータを生成することを特徴とする請求項１３に記載の画
    像復号方法。
15. 【請求項１５】 フレーム動き予測モードにより動き予
    測がされた記憶している参照画像データのマクロブロッ
    ク内の直交変換ブロックの水平方向の画素に対して直交
    変換をし、直交変換をした直交変換ブロックに対して高
    周波成分の係数を追加し、高周波成分を追加した直交変
    換ブロックに対して逆直交変換をすることにより画素補
    間をして第１の解像度の仮想上位画像データを生成し、
    動き補償をした仮想上位画像の直交変換ブロックに対し
    て直交変換をし、直交変換をした直交変換ブロックの高
    周波成分を間引き、高周波成分を間引いた直交変換ブロ
    ックに対して逆直交変換をすることにより画素縮小をし
    て参照画像データを生成することを特徴とする請求項１
    ３に記載の画像復号方法。
16. 【請求項１６】 フレーム動き予測モードにより動き予
    測がされた記憶している参照画像データのマクロブロッ
    ク内の直交変換ブロックの垂直方向の画素に対して飛び
    越し走査に応じた２つの画素ブロックに分離した直交変
    換をし、直交変換をした直交変換ブロックに対して高周
    波成分の係数を追加し、高周波成分を追加した直交変換
    ブロックに対して飛び越し走査に応じた２つの画素ブロ
    ックに分離した逆直交変換をすることにより画素補間を
    して第１の解像度の仮想上位画像データを生成し、動き
    補償をした仮想上位画像の直交変換ブロックに対して飛
    び越し走査に応じた２つの画素ブロックに分離した直交
    変換をし、直交変換をした直交変換ブロックの高周波成
    分を間引き、高周波成分を間引いた直交変換ブロックに
    対して飛び越し走査に応じた２つの画素ブロックに分離
    した逆直交変換をすることにより画素縮小をして参照画
    像データを生成することを特徴とする請求項１３に記載
    の画像復号方法。
17. 【請求項１７】 記憶している参照画像データのマクロ
    ブロック内の直交変換ブロックの各係数の行列と１つの
    行列とを演算して画素補間をし、動き補償をした仮想上
    位画像の画素の行列と１つの行列とを演算して画素縮小
    をすることを特徴とする請求項１３に記載の画像復号方
    法。
18. 【請求項１８】 記憶している参照画像データのマクロ
    ブロック内の直交変換ブロックの各係数の行列と高速ア
    ルゴリズムに基づく行列とを演算して画素補間をし、動
    き補償をした仮想上位画像の画素の行列と高速アルゴリ
    ズムに基づく行列とを演算して画素縮小をすることを特
    徴とする請求項１７に記載の画像復号方法。
19. 【請求項１９】 フィールド直交変換モードにより直交
    変換がされた直交変換ブロックの各係数のうち低周波成
    分の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をして得
    られたトップフィールドの各画素の垂直方向に対して１
    ／４画素分の位相補正をし、逆直交変換をして得られた
    ボトムフィールドの各画素の垂直方向に対して３／４画
    素分の位相補正をし、 フレーム直交変換モードにより直交変換がされた直交変
    換ブロックの全周波数成分の係数に対して逆直交変換を
    し、逆直交変換をした直交変換ブロックを飛び越し走査
    に対応した２つの画素ブロックに分離し、分離した２つ
    の画素ブロックに対してそれぞれ直交変換をし、直交変
    換をした２つの画素ブロックの各係数のうち低周波成分
    の係数に対して逆直交変換をし、逆直交変換をして得ら
    れたトップフィールドの各画素の垂直方向に対して１／
    ４画素分の位相補正をし、逆直交変換をして得られたボ
    トムフィールドの各画素の垂直方向に対して３／４画素
    分の位相補正をし、位相補正をしたトップフィールドと
    ボトムフィールドとを合成し、 記憶している参照画像データのトップフィールドの垂直
    方向の画素に対して１／４画素分の位相補正をし、ボト
    ムフィールドの垂直方向の画素に対して３／４画素分の
    位相補正をした画素補間をして第１の解像度の仮想上位
    画像データを生成し、トップフィールドの垂直方向の画
    素に対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフィー
    ルドの垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相補正
    をする画素縮小をして圧縮画像データに加算する参照画
    像データを生成することを特徴とする請求項１３に記載
    の画像復号方法。
20. 【請求項２０】 記憶している参照画像データのマクロ
    ブロック内の直交変換ブロックの水平方向の画素に対し
    て直交変換をし、直交変換をした直交変換ブロックに対
    して高周波成分の係数を追加し、高周波成分を追加した
    直交変換ブロックに対して逆直交変換をすることにより
    画素補間をして第１の解像度の仮想上位画像データを生
    成し、動き補償をした仮想上位画像の直交変換ブロック
    に対して直交変換をし、直交変換をした直交変換ブロッ
    クの高周波成分を間引き、高周波成分を間引いた直交変
    換ブロックに対して逆直交変換をすることにより画素縮
    小をして参照画像データを生成することを特徴とする請
    求項１９に記載の画像復号方法。
21. 【請求項２１】 フレーム動き予測モードにより動き予
    測がされた記憶している参照画像データのマクロブロッ
    ク内の直交変換ブロックのトップフィールドの垂直方向
    の画素に対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフ
    ィールドの垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相
    補正をし、位相補正をした直交変換ブロックに対して直
    交変換をし、直交変換をした直交変換ブロックに対して
    高周波成分の係数を追加し、高周波成分を追加した直交
    変換ブロックに対して逆直交変換をすることにより画素
    補間をして第１の解像度の仮想上位画像データを生成
    し、動き補償をした仮想上位画像の直交変換ブロックに
    対して直交変換をし、直交変換をした直交変換ブロック
    の高周波成分を間引き、高周波成分を間引いた直交変換
    ブロックに対して逆直交変換をし、逆直交変換をした直
    交変換ブロックのトップフィールドの垂直方向の画素に
    対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフィールド
    の垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相補正をす
    ることにより画素縮小をして参照画像データを生成する
    ことを特徴とする請求項１９に記載の画像復号方法。
22. 【請求項２２】 フレーム動き予測モードにより動き予
    測がされた記憶している参照画像データのマクロブロッ
    ク内の直交変換ブロックのトップフィールドの垂直方向
    の画素に対して１／４画素分の位相補正をし、ボトムフ
    ィールドの垂直方向の画素に対して３／４画素分の位相
    補正をし、位相補正をした直交変換ブロックに対して飛
    び越し走査に応じた２つの画素ブロックに分離した直交
    変換をし、直交変換をした直交変換ブロックに対して高
    周波成分の係数を追加し、高周波成分を追加した直交変
    換ブロックに対して飛び越し走査に応じた２つの画素ブ
    ロックに分離した逆直交変換をすることにより画素補間
    をして第１の解像度の仮想上位画像データを生成し、動
    き補償をした仮想上位画像の直交変換ブロックに対して
    飛び越し走査に応じた２つの画素ブロックに分離した直
    交変換をし、直交変換をした直交変換ブロックの高周波
    成分を間引き、高周波成分を間引いた直交変換ブロック
    に対して飛び越し走査に応じた２つの画素ブロックに分
    離した逆直交変換をし、逆直交変換をした直交変換ブロ
    ックのトップフィールドの垂直方向の画素に対して１／
    ４画素分の位相補正をし、ボトムフィールドの垂直方向
    の画素に対して３／４画素分の位相補正をすることによ
    り画素縮小をして参照画像データを生成することを特徴
    とする請求項１９に記載の画像復号方法。
23. 【請求項２３】 記憶している参照画像データのマクロ
    ブロック内の直交変換ブロックの各係数の行列と１つの
    行列とを演算して画素補間をし、動き補償をした仮想上
    位画像の画素の行列と１つの行列とを演算して画素縮小
    をすることを特徴とする請求項１９に記載の画像復号方
    法。
24. 【請求項２４】 記憶している参照画像データのマクロ
    ブロック内の直交変換ブロックの各係数の行列と高速ア
    ルゴリズムに基づく行列とを演算して画素補間をし、動
    き補償をした仮想上位画像の画素の行列と高速アルゴリ
    ズムに基づく行列とを演算して画素縮小をすることを特
    徴とする請求項２３に記載の画像復号方法。