JP2000244917A - 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し、動き補償の際の
処理を簡略化したＭＰＥＧダウンデコーダを提供する。 【解決手段】 高解像度画像のＭＰＥＧデータに対し
て、４×４の縮小ＩＤＣＴを行い、標準解像度画像デー
タがフレームメモリ１７に格納される。動き補償装置１
８は、フレームメモリ１７が記憶している参照画像デー
タのマクロブロックの各画素に対して補間をして、１／
４画素精度の画素から構成されるマクロブロックを生成
する。このとき、動き補償装置１８は、垂直方向及び水
平方向の画素補間を同時に行う２次元フィルタ係数を、
メモリ２３から読み出し、補間を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、８×８画素からな
る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８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１０１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１０２と、参照画像を一時記憶する
フレームメモリ１０３と、フレームメモリ１０３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１０４と、フレームメモリ１０３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１０５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１０５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９に示すよう
に、高解像度画像のビットストリームのＤＣＴ（Discre
te 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１１１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１１２と、参照画像を一時記憶するフレーム
メモリ１１３と、フレームメモリ１１３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１
１４と、フレームメモリ１１３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１１
５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１０５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１０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１２１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１２２と、参照画像を一時記憶す
るフレームメモリ１２３と、フレームメモリ１２３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１２４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１０１と高容量のフ
レームメモリ１０３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１１１
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１１３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、ＤＣ
Ｔ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１２１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１２３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】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 Scalabil
ity」（N.OBIKANE,K.TAHARAand J.YONEMITSU,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１１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１３１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１３２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２０３３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１３４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１３５と、参照画
像を一時記憶するフレームメモリ１３６と、フレームメ
モリ１３６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１３７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１３４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
１３４は、フィールドＤＣＴモードの場合には、図１２
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１３４は、フ
レームＤＣＴモードの場合には、図１３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１３７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１３７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１３７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１３６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１４及び図１５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１４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
１４（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１４
（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１５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
１５（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１５（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１６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１７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１３６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】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するための画像復号装置が、特願平１０−２０８３８５
号により提案されている。

【００２９】つぎに、特願平１０−２０８３８５で提案
された画像復号装置について説明する。

【００３０】図１８に示す特願平１０−２０８３８５号
で提案した画像復号装置２００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。

【００３１】なお、以下、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。

【００３２】この画像復号装置２００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２０１
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２０２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２０３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２０４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２０５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２０６と、参照画像を
一時記憶するフレームメモリ２０７と、フレームメモリ
２０７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２０８と、フレームメモリ２０７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２０９と、フレームメモ
リ２０７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２１０とを備えている。

【００３３】フィールドモード用縮小逆離散コサイン変
換装置２０４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２０４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
１２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２０４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１９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。

【００３４】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置２０５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２０５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２０５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２０４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２０５で復号された画像デー
タの各画素の位相は、図１９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。

【００３５】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２０５の処理については、その詳細を後
述する。

【００３６】加算装置２０６は、フィールドモード用縮
小逆離散コサイン変換装置２０４又はフレームモード用
縮小逆離散コサイン変換装置２０５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２０
７に格納する。また、加算装置２０６は、フィールドモ
ード用縮小逆離散コサイン変換装置２０４又はフレーム
モード用縮小逆離散コサイン変換装置２０５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２０８或いはフレームモード用動き
補償装置２０９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２０７に格納する。

【００３７】フィールドモード用動き補償装置２０８
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２０８は、フレームメモリ２０７に記憶され
ている標準解像度画像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間の位相ずれ成分を考慮
した形で１／４画素精度で補間処理を行い、フィールド
動き予測モードに対応した動き補償をする。このフィー
ルドモード用動き補償装置２０８により動き補償がされ
た参照画像は、加算装置２０６に供給され、インター画
像に合成される。

【００３８】フレームモード用動き補償装置２０９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２０９は、フレームメモリ２０７に記憶されている標
準解像度画像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間の位相ずれ成分を考慮した形で
１／４画素精度で補間処理を行い、フレーム動き予測モ
ードに対応した動き補償をする。このフレームモード用
動き補償装置２０９により動き補償がされた参照画像
は、加算装置２０６に供給され、インター画像に合成さ
れる。

【００３９】画枠変換・位相ずれ補正装置２１０は、フ
レームメモリ２０７が記憶した標準解像度の参照画像或
いは加算装置２０６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２１０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２１
０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。

【００４０】特願平１０−２０８３８５で提案した画像
復号装置２００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。

【００４１】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２０５の処理内容について、さらに詳
細に説明する。

【００４２】フレームモード用縮小逆離散コサイン変換
装置２０５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ＤＣＴブロ
ック単位で入力される。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】以上のステップＳ１からステップＳ６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１９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２０４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。

【００５０】つぎに、フィールドモード用動き補償装置
２０８及びフレームモード用動き補償装置２０９につい
て、さらに詳細に説明する。

【００５１】まず、フィールドモード用動き補償装置２
０８が行う補間処理について説明する。このフィールド
モード用動き補償装置２０８では、以下に説明するよう
に、高解像度画像の１／２画素精度の動き補償に対応す
るように、フレームメモリ２０７に記憶されている標準
解像度画像の画素を補間して、１／４画素精度の画素を
生成する。

【００５２】水平方向の画素に対しては、整数精度の画
素をフレームメモリ２０７からとりだして２つの画素を
線形補間し、１／２画素精度の画素、及び、１／４精度
の画素を生成する。

【００５３】垂直方向の画素に対しては、まず、図２１
（ａ）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
ような、トップフィールドとボトムフィールドとのフィ
ールド間で位相ずれを含む標準解像度画像の整数精度の
画素を、フレームメモリ２０７から取り出す。

【００５４】続いて、垂直方向の画素に対しては、図２
１（ｂ）に示すように、線形補間フィルタを用いて、フ
ィールド内で、フレームメモリ２０７から取り出した整
数精度の画素から１／２画素精度の画素を生成する。す
なわち、トップフィールドの整数精度の画素に基づきト
ップフィールドの１／２画素精度の画素を生成し、ボト
ムフィールドの整数精度の画素に基づきボトムフィール
ドの１／２画素精度の画素を生成する。例えば、この図
２１（ｂ）に示すように、垂直方向の位相が７／２の位
置にあるトップフィールドの画素は、５／２，９／２の
位置にあるトップフィールドの画素から線形補間をされ
て生成される。また、垂直方向の位相が４の位置にある
ボトムフィールドの画素は、３，５の位置にあるボトム
フィールドの画素から線形補間をされて生成される。な
お、この１／２画素精度の画素の生成は、線形補間フィ
ルタではなく、ハーフバンドフィルタのような２倍補間
フィルタを用いても良い。

【００５５】続いて、垂直方向の画素に対しては、図２
１（ｃ）に示すように、線形補間フィルタを用いて、フ
ィールド内で、１／２画素精度の画素から１／４画素精
度の画素を生成する。すなわち、トップフィールドの１
／２画素精度の画素に基づきトップフィールドの１／４
画素精度の画素を生成し、ボトムフィールドの１／２画
素精度の画素に基づきボトムフィールドの１／４画素精
度の画素を生成する。例えば、この図２１（ｃ）に示す
ように、垂直方向の位相が９／４の位置にあるトップフ
ィールドの画素は、２，５／２の位置にあるトップフィ
ールドの画素から線形補間をされて生成される。また、
垂直方向の位相が１０／４の位置にあるボトムフィール
ドの画素は、９／４，１１／４の位置にあるボトムフィ
ールドの画素から線形補間をされて生成される。

【００５６】なお、２段階で線形補間を行わずに、４倍
の線形補間フィルタを用いて整数精度の画素から直接１
／４精度の画素を生成しても良い。

【００５７】つぎに、フレームモード用動き補償装置２
０９が行う補間処理について説明する。このフレームモ
ード用動き補償装置２０９では、以下に説明するよう
に、高解像度画像の１／２画素精度の動き補償に対応す
るように、フレームメモリ２０７に記憶されている標準
解像度画像の画素を補間して、１／４画素精度の画素を
生成する。

【００５８】水平方向の画素に対しては、上述したフィ
ールドモード用動き補償装置２０８と同様に、整数精度
の画素をフレームメモリ２０７からとりだして２つの画
素を線形補間し、１／２画素精度の画素、及び、１／４
精度の画素を生成する。

【００５９】垂直方向の画素に対しては、まず、図２２
（ａ）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
ような、トップフィールドとボトムフィールドとのフィ
ールド間で位相ずれを含む標準解像度画像の整数精度の
画素を、フレームメモリ２０７から取り出す。

【００６０】続いて、垂直方向の画素に対しては、図２
２（ｂ）に示すように、線形補間フィルタを用いて、フ
ィールド内で、フレームメモリ２０７から取り出した整
数精度の画素から１／２画素精度の画素を生成する。す
なわち、トップフィールドの整数精度の画素に基づきト
ップフィールドの１／２画素精度の画素を生成し、ボト
ムフィールドの整数精度の画素に基づきボトムフィール
ドの１／２画素精度の画素を生成する。例えば、この図
２２（ｂ）に示すように、垂直方向の位相が７／２の位
置にあるトップフィールドの画素は、５／２，９／２の
位置にあるトップフィールドの画素から線形補間をされ
て生成される。また、垂直方向の位相が４の位置にある
ボトムフィールドの画素は、３，５の位置にあるボトム
フィールドの画素から線形補間をされて生成される。

【００６１】続いて、垂直方向の画素に対しては、図２
２（ｃ）に示すように、線形補間フィルタを用いて、ト
ップフィールドとボトムフィールドの２つのフィールド
間で、１／２画素精度の画素から１／４画素精度の画素
を生成する。例えば、この図２２（ｃ）に示すように、
垂直方向の位相が１／４の位置にある画素は、０の位置
にあるトップフィールドの画素と、１／２の位置にある
ボトムフィールドの画素から線形補間をされて生成され
る。また、垂直方向の位相が３／４の位置にある画素
は、１／２の位置にあるボトムフィールドの画素と１の
位置にあるトップフィールドの画素から線形補間をされ
て生成される。

【００６２】以上のような処理を行うフィールドモード
用動き補償装置２０８及びフレームモード用動き補償装
置２０９のブロック構成を図２３に示す。

【００６３】フィールドモード用動き補償装置２０８及
びフレームモード用動き補償装置２０９は、この図２３
に示すように、アドレス生成装置２２２と、入力メモリ
２２３と、垂直方向補間処理部２２４と、垂直方向フィ
ルタ係数格納メモリ２２５と、中間メモリ２２６と、水
平方向補間処理部２２７と、水平方向フィルタ係数格納
メモリ２２８とを備えている。

【００６４】アドレス生成部２２２には、動きベクトル
情報が入力される。アドレス生成部２２２は、この動き
ベクトル情報に基づき、補間する画素の垂直方向及び水
平方向の位置を示すアドレス情報を生成する。アドレス
生成部２２２は、生成したアドレス情報に基づき、標準
解像度画像の整数精度の画素をフレームメモリ２０７か
ら取り出し、入力メモリ２２３に送る。

【００６５】また、アドレス生成部２２２は、入力され
た動きベクトル情報を垂直方向フィルタ係数格納メモリ
２２５及び水平方向フィルタ係数格納メモリ２２８に送
る。

【００６６】垂直方向フィルタ係数格納メモリ２２５に
は、フィールドモード用動き補償装置２０８の場合４通
りの１次元フィルタ係数がされ、フレームモード用動き
補償装置２０９の場合４通りの１次元フィルタ係数が格
納されている。これは、本装置では、フィールド動き予
測モードの場合には図２１（ｃ）に示したように参照画
像に対して位相が０，０．２５，０．５，０．７５とな
る画素を生成し、１／４画素精度の動き補償を行い、フ
レーム動き予測モードの場合には図２２（ｃ）に示した
ように参照画像に対して位相が０，０．２５，０．５，
０．７５，１，１．２５，１．５，１．７５となる画素
を生成し、１／４画素精度の動き補償を行うためであ
る。

【００６７】水平方向フィルタ係数格納メモリ２２８に
は、フィールドモード用動き補償装置２０８とフレーム
モード用動き補償装置２０９との違いに拘わらず、４通
りの１次元フィルタ係数が格納されている。

【００６８】垂直方向フィルタ係数格納メモリ２２５及
び水平方向フィルタ係数格納メモリ２２８は、送られた
動きベクトル情報に応じたフィルタ係数を垂直方向補間
処理部２２４及び水平方向補間処理部２２７に送る。

【００６９】垂直方向補間処理部２２４は、入力メモリ
２２３に格納された整数精度の画素データ（参照画像の
マクロブロック）に対して、送られたフィルタ係数を用
いて、垂直方向の１次元の画素補間を行う。垂直方向の
画素補間が行われた参照画像のマクロブロックは、中間
メモリ２２６に格納される。

【００７０】水平方向補間処理部２２７は、中間メモリ
２２６に格納された垂直方向の画素補間が行われた画素
データに対して、送られたフィルタ係数を用いて、水平
方向の１次元の画素補間を行う。水平方向の画素補間が
行われた参照画像のマクロブロックは、動き補償がされ
た参照画像として加算装置２０６に送られ、縮小逆離散
コサイン変換がされた圧縮画像データの加算がされる。

【００７１】以上のような特願平１０−２０８３８５で
提案された画像復号装置２００では、水平方向及び垂直
方向に対して１／４画素精度で動き補償を行うことによ
り、トップフィールドとボトムフィールドとの間で位相
ずれが生じず、いわゆるフィールド反転やフィールドミ
ックスを防ぐことができ、動き補償に伴う画質の劣化を
防止することができる。

【００７２】ところで、以上のような特願平１０−２０
８３８５号で提案した画像復号装置２００では、以下の
ような問題があった。

【００７３】この画像復号装置２００では、動き補償を
行う場合、垂直方向の画素補間と水平方向の画素補間と
を分けて行っている。そのため、この画像復号装置２０
０では、中間結果をメモリに格納して再び読み出さなく
てはならなく、余分なメモリ領域が必要となってしま
い、さらに、メモリへのアクセス量が増え処理時間が増
加してしまっていた。

【００７４】本発明は、このような実情を鑑みてなされ
たものであり、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
法であって、動き補償の際に簡易な構成で処理を簡略化
した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。

【００７５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる画像復号
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、上記記憶手
段が記憶している参照画像データのマクロブロックの垂
直方向及び水平方向に対して１／４画素精度の動き補償
をする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、上記動き補償手段は、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垂直方向及び水平方向の１／４画素
精度の画素補間をするフィールド用２次元フィルタ係数
群、及び、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垂直方向及び水平方向の１
／４画素精度の画素補間をするフレーム用２次元フィル
タ係数群を格納するフィルタ格納部を有し、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の動きベクトルに基づ
き上記フィルタ格納部に格納された所定の２次元フィル
タ係数を指定し、指定された２次元フィルタ係数を用い
て上記記憶手段が記憶している参照画像データのマクロ
ブロックを補間することを特徴とする。

【００７６】また、本発明にかかる画像復号装置では、
上記フレーム用２次元フィルタ係数群は、上記記憶手段
が記憶している参照画像データのマクロブロックの水平
方向の各画素に対して、１つのフィールド内で４倍補間
を行い、上記記憶手段が記憶している参照画像データの
マクロブロックの垂直方向の各画素に対して、１つのフ
ィールド内で２倍補間を行い、１つのフィールド内で２
倍補間をした各画素に対してトップフィールドとボトム
フィールドとの間で線形補間をする複数のフィルタ係数
からなり、上記フィールド用２次元フィルタ係数群は、
上記記憶手段が記憶している参照画像データのマクロブ
ロックの水平方向の各画素に対して、１つのフィールド
内で４倍補間を行い、上記記憶手段が記憶している参照
画像データのマクロブロックの垂直方向の各画素に対し
て、１つのフィールド内で２倍補間をし、１つのフィー
ルド内で２倍補間をした各画素に対して線形補間をする
複数のフィルタ係数からなることを特徴とする。

【００７７】例えば、上記フレーム用２次元フィルタ係
数群は、同一のフィルタ係数が共通化されて用いられ
る。また、上記動き補償手段は、上記フレーム用２次元
フィルタ係数群を垂直方向の係数の対象性及び０係数を
用いてグループ化し、補間処理を行う。

【００７８】本発明にかかる画像復号方法は、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、逆直交変換をする第１の逆直交変換工程と、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
変換工程と、上記第１の逆直交変換工程又は上記第２の
逆直交変換工程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工程と、上記
加算工程で出力される動画像データを参照画像データと
して記憶する記憶工程と、上記記憶工程で記憶している
参照画像データのマクロブロックの垂直方向及び水平方
向に対して１／４画素精度の動き補償をする動き補償工
程とを備え、上記第１の逆直交変換工程では、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の逆直交変換工程では、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、上記動き補償工程では、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
クに対して垂直方向及び水平方向の１／４画素精度の画
素補間をするフィールド用２次元フィルタ係数群、及
び、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垂直方向及び水平方向の１／４画
素精度の画素補間をするフレーム用２次元フィルタ係数
群を格納したフィルタ格納部の中から、上記第１の逆直
交変換工程又は上記第２の逆直交変換工程により逆直交
変換がされた圧縮画像データの動きベクトルに基づき格
納された所定の２次元フィルタ係数を指定し、指定され
た２次元フィルタ係数を用いて記憶している参照画像デ
ータのマクロブロックを補間することを特徴とする。

【００７９】本発明にかかる画像復号方法では、上記フ
レーム用２次元フィルタ係数群は、上記記憶工程で記憶
している参照画像データのマクロブロックの水平方向の
各画素に対して、１つのフィールド内で４倍補間を行
い、上記記憶工程で記憶している参照画像データのマク
ロブロックの垂直方向の各画素に対して、１つのフィー
ルド内で２倍補間を行い、１つのフィールド内で２倍補
間をした各画素に対してトップフィールドとボトムフィ
ールドとの間で線形補間をする複数のフィルタ係数から
なり、上記フィールド用２次元フィルタ係数群は、上記
記憶工程で記憶している参照画像データのマクロブロッ
クの水平方向の各画素に対して、１つのフィールド内で
４倍補間を行い、上記記憶工程で記憶している参照画像
データのマクロブロックの垂直方向の各画素に対して、
１つのフィールド内で２倍補間をし、１つのフィールド
内で２倍補間をした各画素に対して線形補間をする複数
のフィルタ係数からなることを特徴とする。

【００８０】例えば、上記フレーム用２次元フィルタ係
数群は、同一のフィルタ係数が共通化されて用いられ
る。また、上記動き補償工程では、上記フレーム用２次
元フィルタ係数群を垂直方向の係数の対象性及び０係数
を用いてグループ化し、補間処理を行う。

【００８１】以上のような本発明では、１／４画素精度
の画素補間をする際に、垂直方向及び水平方向の画素補
間を２次元フィルタにより一括して行う。そして、フレ
ーム動き予測モードに用いる複数の２次元フィルタのう
ち、同一のマトリクスとなるフィルタを共通化してもち
いる。さらに、垂直方向の係数の対象性及び０係数を用
いてグループ化し、処理を簡略化する。

【００８２】

【発明の実施の形態】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。

【００８３】図１に本発明の実施の形態の画像復号装置
のブロック構成図を示す。

【００８４】図１に示す画像復号装置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Ｍ
ＰＥＧ２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。

【００８５】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
照画像に動き補償をする動き補償装置１８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。

【００８６】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１２
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１９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。

【００８７】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１９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。

【００８８】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の処理内容は、上述した特願平１０
−２０８３８５号で提案した画像復号装置２００のフレ
ームモード用縮小逆離散コサイン変換装置２０５と同一
であるので、その詳細は省略する。

【００８９】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、動き補償装置１８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。

【００９０】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、
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
成分を考慮した形で１／４画素精度で補間処理を行い、
フィールド動き予測モードに対応した動き補償をする。
この動き補償装置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。この動き補償装置１８の処理については、その詳細
を後述する。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】つぎに、動き補償装置１８について、さら
に詳細に説明する。

【００９４】この動き補償装置１８では、以下に説明す
るように、高解像度画像の１／２画素精度の動き補償に
対応するように、フレームメモリ１７に記憶されている
標準解像度画像の画素を補間して、１／４画素精度の画
素を生成する。

【００９５】この動き補償装置１８は、垂直方向の画素
補間と水平方向の画素補間とを、１つの２次元フィルタ
係数を用いて処理を行っている。もっとも、この動き補
償装置１８の処理結果生成された画素の位相、すなわ
ち、この動き補償装置１８によりフィルタリングした結
果生成された画素の位相は、上述した特願平１０−２０
８３８５で提案された画像復号装置２００の動き補償装
置で処理した結果と同一となる。

【００９６】すなわち、この動き補償装置１８では、フ
ィールド動き予測モードの場合には、以下のように処理
を行う。

【００９７】水平方向の画素に対しては、整数精度の２
つの画素を線形補間し、１／２画素精度の画素、及び、
１／４精度の画素を生成する。

【００９８】垂直方向の画素に対しては、まず、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・・・となるような、トップフィールドと
ボトムフィールドとのフィールド間で位相ずれを含む標
準解像度画像の整数精度の画素を、フレームメモリ１７
から取り出す。

【００９９】続いて、垂直方向の画素に対して、フィー
ルド内で、フレームメモリ１７から取り出した整数精度
の画素から１／２画素精度の画素を生成する。すなわ
ち、トップフィールドの整数精度の画素に基づきトップ
フィールドの１／２画素精度の画素を生成し、ボトムフ
ィールドの整数精度の画素に基づきボトムフィールドの
１／２画素精度の画素を生成する。

【０１００】続いて、垂直方向の画素に対して、フィー
ルド内で、１／２画素精度の画素から１／４画素精度の
画素を生成する。すなわち、トップフィールドの１／２
画素精度の画素に基づきトップフィールドの１／４画素
精度の画素を生成し、ボトムフィールドの１／２画素精
度の画素に基づきボトムフィールドの１／４画素精度の
画素を生成する。

【０１０１】以上のようなフィールド動き予測モードの
場合の１／４画素精度の画素補間を図面に表すと、図２
に示すようになる。この図２において、●はトップフィ
ールドの整数画素精度の画素の位相位置を示し、▲はト
ップフィールドの１／２画素精度の画素の位相位置を示
し、■はトップフィールドの１／４画素精度の画素の位
相位置を示している。また、○はボトムフィールドの整
数画素精度の画素の位相位置を示し、△はトップフィー
ルドの１／２画素精度の画素の位相位置を示し、□はト
ップフィールドの１／４画素精度の画素の位相位置を示
している。

【０１０２】動き補償装置１８は、以上のようなフィー
ルド動き予測モードにおける画素補間処理を、１つの２
次元補間フィルタを用いて行い、整数精度の画素から直
接１／４精度の画素を生成するまた、この動き補償装置
１８では、フレーム動き予測モードの場合には、以下の
ように処理を行う。

【０１０３】水平方向の画素に対しては、整数精度の画
素の２つの画素を線形補間し、１／２画素精度の画素、
及び、１／４精度の画素を生成する。

【０１０４】垂直方向の画素に対しては、まず、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・・・となるような、トップフィールドと
ボトムフィールドとのフィールド間で位相ずれを含む標
準解像度画像の整数精度の画素を、フレームメモリ１７
から取り出す。

【０１０５】続いて、垂直方向の画素に対して、フィー
ルド内で、フレームメモリ１７から取り出した整数精度
の画素から１／２画素精度の画素を生成する。すなわ
ち、トップフィールドの整数精度の画素に基づきトップ
フィールドの１／２画素精度の画素を生成し、ボトムフ
ィールドの整数精度の画素に基づきボトムフィールドの
１／２画素精度の画素を生成する。

【０１０６】続いて、垂直方向の画素に対して、トップ
フィールドとボトムフィールドの２つのフィールド間
で、１／２画素精度の画素から１／４画素精度の画素を
生成する。例えば、垂直方向の位相が１／４の位置にあ
る画素は、０の位置にあるトップフィールドの画素と、
１／２の位置にあるボトムフィールドの画素から線形補
間をされて生成される。また、垂直方向の位相が３／４
の位置にある画素は、１／２の位置にあるボトムフィー
ルドの画素と１の位置にあるトップフィールドの画素か
ら線形補間をされて生成される。

【０１０７】以上のようなフレーム動き予測モードの場
合の１／４画素精度の画素補間を図面に表すと、図３に
示すようになる。この図３において、●はトップフィー
ルドの整数画素精度の画素の位相位置を示し、▲はトッ
プフィールドの１／２画素精度の画素の位相位置を示
し、■はトップフィールドの１／４画素精度の画素の位
相位置を示している。また、○はボトムフィールドの整
数画素精度の画素の位相位置を示し、△はトップフィー
ルドの１／２画素精度の画素の位相位置を示し、□はト
ップフィールドの１／４画素精度の画素の位相位置を示
している。

【０１０８】動き補償装置１８は、以上のようなフレー
ム動き予測モードにおける画素補間処理を、１つの２次
元補間フィルタを用いて行い、整数精度の画素から直接
１／４精度の画素を生成する。

【０１０９】つぎに、動き補償装置１８のブロック構成
を図４に示し、この動き補償装置１８の回路構成及び画
素補間の為のフィルタリング処理内容について、具体的
に説明する。

【０１１０】動き補償装置１８は、この図４に示すよう
に、アドレス生成装置２１と、入力メモリ２２と、フィ
ルタ係数格納メモリ２３と、２次元補間処理部２４とを
備えている。

【０１１１】アドレス生成部２１には、動きベクトル情
報及びモード情報が入力される。モード情報とは、マク
ロブロックの動き補償のモードがフィールド動き予測モ
ードであるか、フレーム動き予測モードであるかを示す
情報である。

【０１１２】アドレス生成部２１は、この動きベクトル
情報に基づき、補間する画素の垂直方向及び水平方向の
位置を示すアドレス情報を生成する。アドレス生成部２
１は、生成したアドレス情報に基づき、標準解像度画像
の整数精度の画素をマクロブロック単位でフレームメモ
リ１７から取り出し、入力メモリ２２に送る。

【０１１３】また、アドレス生成部２１は、入力された
動きベクトル情報及びモード情報をフィルタ係数格納メ
モリ２３に送る。

【０１１４】フィルタ係数格納メモリ２３は、フィール
ド動き予測モードに対応した複数の２次元フィルタ係数
を格納している。図５に、線形フィルタを用いた場合の
１６通りの２次元フィルタ係数を示す。図５に示す各フ
ィルタ係数は、垂直方向（Ｖ）の位相０，０．２５，
０．５，０．７５と、水平方向（Ｈ）の位相０，０．２
５，０．５，０．７５との組み合わせの数だけ存在す
る。すなわち、フィールド動き予測モードに対応した、
垂直方向４係数×水平方向４係数の合計１６個のマトリ
クス係数を格納している。

【０１１５】また、フィルタ係数格納メモリ２３は、フ
レーム動き予測モードに対応した複数の２次元フィルタ
係数も格納している。ここで、フレーム動き予測モード
の場合、垂直方向（Ｖ）の位相０，０．２５，０．５，
０．７５，１，１．２５，１．５，１．７５と、水平方
向（Ｈ）の位相０，０．２５，０．５，０．７５との組
み合わせの数だけ、すなわち、垂直方向８係数×水平方
向４係数の合計３２個のフィルタ係数が通常であれば存
在することとなる。しかしながら、このフィルタ係数格
納メモリ２３には、マトリクスが同一となるフィルタ係
数は共通化して用い、メモリ容量の効率化を図ってい
る。

【０１１６】具体的には、以下のように共通化して、フ
レーム動き予測モードに対応したフィルタ係数の削減を
図っている。

【０１１７】フレーム動き予測モードに対応したフィル
タ係数は、図６に示すように、垂直方向の位相が０のト
ップフィールド、垂直方向の位相が０のボトムフィール
ド、垂直方向の位相が０．５のトップフィールド、垂直
方向の位相が１．５のボトムフィールドは、全て同一の
フィルタ係数となる（グループ１）。垂直方向の位相が
０．２５のトップフィールド、垂直方向の位相が１．７
５のボトムフィールドは、全て同一のフィルタ係数とな
る（グループ２）。垂直方向の位相が０．５のボトムフ
ィールド、垂直方向の位相が１のトップフィールド、垂
直方向の位相が１のボトムフィールド、垂直方向の位相
が１．５のトップフィールドは、全て同一のフィルタ係
数となる（グループ３）。垂直方向の位相が０．２５の
ボトムフィールド、垂直方向の位相が０．７５のトップ
フィールド、垂直方向の位相が１．２５のボトムフィー
ルド、垂直方向の位相が１．７５のトップフィールド
は、全て同一のフィルタ係数となる（グループ４）。垂
直方向の位相が０．７５のボトムフィールド、垂直方向
の位相が１．２５のトップフィールドは、全て同一のフ
ィルタ係数となる（グループ５）。そして、このような
同一のフィルタ係数をグループ化して共通化して画素補
間に用いる。

【０１１８】このようにフィルタ係数を共通化して用い
ることによって、本来であれば、８×４の３２通りのフ
ィルタ係数となるところを、５×４の２０通りのフィル
タ係数に縮小している。

【０１１９】図７に、線形フィルタを用いたフレーム動
き予測モード用の２次元フィルタ係数を示す。図７に示
す各フィルタ係数は、図６に示したグループ１からグル
ープ５の５個のグループと、水平方向（Ｈ）の位相０，
０．２５，０．５，０．７５との組み合わせの数、すな
わち、５グループ×水平方向の４係数＝２０通りの存在
する。

【０１２０】フィルタ係数格納メモリ２３は、送られた
動きベクトル情報及びモード情報に応じて、図５に示し
た１６通りのフィルタ係数、又は、図７に示した２０通
りのフィルタ係数のうち、１つのフィルタ係数を２次元
補間処理部２４に送る。

【０１２１】２次元補間処理部２４は、フィールド動き
予測モードの場合、送られたフィルタ係数を用いて、以
下の式１の内積演算を行いマクロブロックに対して画素
補間を行う。

【０１２２】

【数１】

【０１２３】この式１において、ｃは、図５に示したフ
ィルタ係数（２次元マトリクス）である。ｘは、入力さ
れたマクロブロックの画素データである。

【０１２４】そして、この式１により内積演算がされた
結果（ｙ）が、１／４画素精度で動き補償がされた画素
データとして、図１に示す加算装置１６に供給される。

【０１２５】また、２次元補間処理部２４は、フレーム
動き予測モードの場合、送られたフィルタ係数を用い
て、以下の式２の内積演算を行いマクロブロックに対し
て画素補間を行う。

【０１２６】

【数２】

【０１２７】ここで、グループ１に含まれるフィルタ係
数は、入力データのサンプル点に一致するデータを出力
する演算を行うものである。グループ２は、異なるフィ
ールドの同一ライン間で補間されたデータを出力する演
算を行うものである。グループ３は、同一のフィールド
の２ライン間で補間されたデータを出力する演算を行う
ものである。グループ４は、あるフィールドの２ライン
間で補間されたデータと他のフィールドの１ラインのデ
ータとの間で補間されたデータを出力する演算を行うも
のである。グループ５は、あるフィールドの２ライン間
で補間されたデータと、他のフィールドの２ライン間で
補間されたデータとの間で補間されたデータを出力する
演算を行うものである。

【０１２８】ところで、フレーム動き予測モードにおい
て、フィールド動き予測モードと同様に式１を用いて内
積演算を行うことも可能であるが、上記式２に示すよう
に演算を行うことにより、垂直方向の係数の対象性や０
係数の並びによるグループ化して、乗算の数を少なくす
ることができる。この式２に示す内積演算式は、予め垂
直方向に必要なライン数を加算し、水平方向のみに乗算
を行い内積演算を行う。

【０１２９】このことにより、グループ２とグループ３
とは、２ラインが０係数なので、垂直方向の２ラインの
加算のみを行えばよい。このグループ２とグループ３
は、演算するラインが異なるが、アドレス生成回路２１
が演算するラインを指定することにより、同一のフィル
タ係数を用いることができる。また、グループ４は、第
１ラインと第３ラインが第２ラインの１／２の係数とな
っており、この対象性を利用して、２×ｃ×ｘという演
算を、ｃ×（ｘ＋ｘ）というように分解して演算するこ
とが可能である。すなわち、垂直方向の係数の加算結果
は、グループ４とグループ５とで同一となる。このよう
に分解することにより、グループ４とグループ５とで同
一のフィルタ係数を用いることができる。

【０１３０】以上のように本発明の実施の形態の画像復
号装置１０では、水平方向及び垂直方向に対して１／４
画素精度で動き補償を行うことにより、トップフィール
ドとボトムフィールドとの間で位相ずれが生じず、いわ
ゆるフィールド反転やフィールドミックスを防ぐことが
でき、動き補償に伴う画質の劣化を防止することができ
る。

【０１３１】さらに、この画像復号装置１０では、１／
４画素精度の動き補償の際に２次元のフィルタ演算をす
るので、中間結果を格納するためのメモリを削減するこ
とができる。また、この画像復号装置１０では、１／４
画素精度の動き補償の際にメモリへのアクセス量を減ら
すことができ、処理時間が短縮する。また、この画像復
号装置１０では、フレーム動き予測モードの際のフィル
タ係数をグループ化することにより、フレーム予測の際
のコードサイズを最小限に抑え、キャッシュミス等を防
止することができる。

【０１３２】なお、本発明の実施の形態の画像復号装置
１０では、動き補償を２次元の線形補間フィルタを用い
て行った例を示したが、例えば、フィルタのタップ数を
増やしたハーフバンドフィルタ等の他のフィルタを用い
てもよい。

【０１３３】

【発明の効果】本発明にかかる画像復号装置及び画像復
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、本発明では、記憶している参照画像デー
タのマクロブロックの各画素に対して補間をして、１／
４画素精度の画素から構成されるマクロブロックを生成
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。

【０１３４】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、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できる。

【０１３５】さらに本発明では、１／４画素精度の画素
補間をする際に、垂直方向及び水平方向の画素補間を２
次元フィルタにより一括して行う。そして、フレーム動
き予測モードに用いる複数の２次元フィルタのうち、同
一のマトリクスとなるフィルタを共通化してもちいる。
さらに、垂直方向の係数の対象性及び０係数を用いてグ
ループ化し、処理を簡略化する。

【０１３６】このことにより、本発明では、１／４画素
精度の動き補償の際の中間結果を格納するためのメモリ
を削減することができる。また、本発明では、１／４画
素精度の動き補償の際にメモリへのアクセス量を減らす
ことができ、処理時間が短縮する。また、本発明では、
フレーム予測の際のコードサイズを最小限に抑え、キャ
ッシュミス等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の画像復号装置のブロック
図である。

【図２】フィールド動き予測モードの場合の１／４画素
精度の画素補間を説明するための図である。

【図３】フィールド動き予測モードの場合の１／４画素
精度の画素補間を説明するための図である。

【図４】上記画像復号装置の動き補償装置のブロック図
である。

【図５】フィールド動き予測モードに対応した２次元フ
ィルタ係数の一例を示す図である。

【図６】フレーム動き予測モードに対応した２次元フィ
ルタ係数のグループ分けを説明するための図である。

【図７】フレーム動き予測モードに対応した２次元フィ
ルタ係数の一例を示す図である。

【図８】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９】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１０】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１１】従来の画像復号装置のブロック図である。

【図１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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１７】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。

【図１８】特願平１０−２０８３８５で提案された画像
復号装置のブロック図である。

【図１９】上記特願平１０−２０８３８５で提案された
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２０】上記特願平１０−２０８３８５で提案された
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２１】上記特願平１０−２０８３８５で提案された
画像復号装置のフィールド動き予測モードの際の１／４
画素補間処理を説明するための図である。

【図２２】上記特願平１０−２０８３８５で提案された
画像復号装置のフレーム動き予測モードの際の１／４画
素補間処理を説明するための図である。

【図２３】上記特願平１０−２０８３８５で提案された
画像復号装置の動き補償装置の部ルック図である。

【符号の説明】

１０ 画像復号装置、１４ 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、１７ フレームメモリ、１８ 動き補償装置、２１
アドレス生成部、２２ 入力メモリ、２３ フィルタ
係数格納メモリ、２４ ２次元補間処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鍋迫 英輝 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 KK08 LB12 MA03 MA05 MA23 UA05 5C063 AA11 CA01

Claims (8)

【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、 上記記憶手段が記憶している参照画像データのマクロブ
   ロックの垂直方向及び水平方向に対して１／４画素精度
   の動き補償をする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、 上記動き補償手段は、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垂直方向
   及び水平方向の１／４画素精度の画素補間をするフィー
   ルド用２次元フィルタ係数群、及び、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
   垂直方向及び水平方向の１／４画素精度の画素補間をす
   るフレーム用２次元フィルタ係数群を格納するフィルタ
   格納部を有し、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
   ータの動きベクトルに基づき上記フィルタ格納部に格納
   された所定の２次元フィルタ係数を指定し、指定された
   ２次元フィルタ係数を用いて上記記憶手段が記憶してい
   る参照画像データのマクロブロックを補間することを特
   徴とする画像復号装置。
2. 【請求項２】 上記フレーム用２次元フィルタ係数群
   は、上記記憶手段が記憶している参照画像データのマク
   ロブロックの水平方向の各画素に対して、１つのフィー
   ルド内で４倍補間を行い、上記記憶手段が記憶している
   参照画像データのマクロブロックの垂直方向の各画素に
   対して、１つのフィールド内で２倍補間を行い、１つの
   フィールド内で２倍補間をした各画素に対してトップフ
   ィールドとボトムフィールドとの間で線形補間をする複
   数のフィルタ係数からなり、 上記フィールド用２次元フィルタ係数群は、上記記憶手
   段が記憶している参照画像データのマクロブロックの水
   平方向の各画素に対して、１つのフィールド内で４倍補
   間を行い、上記記憶手段が記憶している参照画像データ
   のマクロブロックの垂直方向の各画素に対して、１つの
   フィールド内で２倍補間をし、１つのフィールド内で２
   倍補間をした各画素に対して線形補間をする複数のフィ
   ルタ係数からな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】 上記フレーム用２次元フィルタ係数群
   は、同一のフィルタ係数が共通化されて用いられること
   を特徴とする請求項２に記載の画像復号装置。
4. 【請求項４】 上記動き補償手段は、上記フレーム用２
   次元フィルタ係数群を垂直方向の係数の対象性及び０係
   数を用いてグループ化し、補間処理を行うことを特徴と
   する請求項３に記載の画像復号装置。
5. 【請求項５】 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、逆直交変換をする第１
   の逆直交変換工程と、 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
   交変換工程と、 上記第１の逆直交変換工程又は上記第２の逆直交変換工
   程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工程と、 上記加算工程で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工程と、 上記記憶工程で記憶している参照画像データのマクロブ
   ロックの垂直方向及び水平方向に対して１／４画素精度
   の動き補償をする動き補償工程とを備え、 上記第１の逆直交変換工程では、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の逆直交変換工程では、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、 上記動き補償工程では、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垂直方
   向及び水平方向の１／４画素精度の画素補間をするフィ
   ールド用２次元フィルタ係数群、及び、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
   て垂直方向及び水平方向の１／４画素精度の画素補間を
   するフレーム用２次元フィルタ係数群を格納したフィル
   タ格納部の中から、上記第１の逆直交変換工程又は上記
   第２の逆直交変換工程により逆直交変換がされた圧縮画
   像データの動きベクトルに基づき格納された所定の２次
   元フィルタ係数を指定し、指定された２次元フィルタ係
   数を用いて記憶している参照画像データのマクロブロッ
   クを補間することを特徴とする画像復号方法。
6. 【請求項６】 上記フレーム用２次元フィルタ係数群
   は、上記記憶工程で記憶している参照画像データのマク
   ロブロックの水平方向の各画素に対して、１つのフィー
   ルド内で４倍補間を行い、上記記憶工程で記憶している
   参照画像データのマクロブロックの垂直方向の各画素に
   対して、１つのフィールド内で２倍補間を行い、１つの
   フィールド内で２倍補間をした各画素に対してトップフ
   ィールドとボトムフィールドとの間で線形補間をする複
   数のフィルタ係数からなり、 上記フィールド用２次元フィルタ係数群は、上記記憶工
   程で記憶している参照画像データのマクロブロックの水
   平方向の各画素に対して、１つのフィールド内で４倍補
   間を行い、上記記憶工程で記憶している参照画像データ
   のマクロブロックの垂直方向の各画素に対して、１つの
   フィールド内で２倍補間をし、１つのフィールド内で２
   倍補間をした各画素に対して線形補間をする複数のフィ
   ルタ係数からなることを特徴とする請求項５に記載の画
   像復号方法。
7. 【請求項７】 上記フレーム用２次元フィルタ係数群
   は、同一のフィルタ係数が共通化されて用いられること
   を特徴とする請求項６に記載の画像復号方法。
8. 【請求項８】 上記動き補償工程では、上記フレーム用
   ２次元フィルタ係数群を垂直方向の係数の対象性及び０
   係数を用いてグループ化し、補間処理を行うことを特徴
   とする請求項７に記載の画像復号方法。